WO2017084907A1 - Process for converting a feedstock comprising a lignocellulosic biomass using a polyoxometalate salt comprising nickel and tungsten or nickel and molybdenum - Google Patents

Process for converting a feedstock comprising a lignocellulosic biomass using a polyoxometalate salt comprising nickel and tungsten or nickel and molybdenum Download PDF

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WO2017084907A1
WO2017084907A1 PCT/EP2016/076882 EP2016076882W WO2017084907A1 WO 2017084907 A1 WO2017084907 A1 WO 2017084907A1 EP 2016076882 W EP2016076882 W EP 2016076882W WO 2017084907 A1 WO2017084907 A1 WO 2017084907A1
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WO
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hydride
nickel
tungsten
molybdenum
lithium
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Application number
PCT/EP2016/076882
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French (fr)
Inventor
Emilie Brule
Etienne Girard
Audrey Bonduelle
Amandine Cabiac
Damien Delcroix
Marc Jacquin
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/132Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Definitions

  • lignocellulosic biomass or lignocellulose encompasses several constituents present in varying amounts depending on its origin: cellulose, hemicellulose and lignin. Hemicellulose and cellulose constitute the carbohydrate part of lignocellulose. They are polymers of sugars (pentoses and hexoses). Lignin is a macromolecule rich in phenolic motifs. Lignocellulosic biomass, for example, refers to products derived from logging and agricultural by-products such as straw, as well as some dedicated, high-yielding crops such as miscanthus or poplar. The production of chemicals from lignocellulosic biomass can both reduce energy dependence on oil and preserve the environment by reducing greenhouse gas emissions without using resources for food uses.
  • the direct conversion of a charge selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, into chemical products or intermediates, in particular mono- or polyoxygenated, is a particularly advantageous route.
  • direct transformation is meant the transformation into a step of said feedstock, optionally pretreated, to mono- or polyoxygenated valorized products.
  • the valorization of lignocellulosic biomass or cellulose contained in the biomass by the use of different catalysts or combination of catalysts is widely described in the literature.
  • heterogeneous catalysts such as activated carbons on which nickel is deposited has been described for the transformation of lignocellulosic biomass or cellulose in the patent application WO2013 / 015990.
  • the recovered effluent is composed of polyoxygenated compounds soluble in the reaction medium such as ethylene glycol and propylene glycol, as well as solid residues such as unconverted cellulose and lignin lignin lignin.
  • a further difficult step of separating the solid feed conversion residues from the heterogeneous catalyst is required to recover and recycle the catalyst.
  • Homogeneous catalysts of the family of metal chlorides AICI 3 or FeCl 3 which are soluble in the reaction medium, have been described by Zhuang, Molecules 2010, 15, 5258 to avoid this step of separating solids, but their use in a hydrothermal medium at a temperature of temperature of 200 ° C under autogenous pressure systematically generates non-valued condensation products that are called humines and which precipitate in the reaction medium.
  • the applicant has discovered that the contacting of a charge selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or in combination, with at least one polyoxometalate salt comprising nickel and a metal M chosen from tungsten and molybdenum, as claimed as a homogeneous catalyst, under specific operating conditions, made it possible to selectively obtain mono- or polyoxygenated products, in particular glycols and ethylene glycol, without formation of humins and without additional separation between the residual solids at the end of the reaction may be a heterogeneous catalyst, humins, lignin and / or unconverted cellulose.
  • An object of the present invention is therefore to provide a process for transforming a feedstock chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, into mono- or polyoxygenated compounds, in which said feedstock is brought into contact with a catalyst comprising one or more polyoxometalate salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or mixed with at least one other solvent, under a reducing atmosphere, and at a temperature of between 50 ° C and 300 ° C, and at a pressure between 0.5MPa and 20MPa, wherein, said polyoxometalate salt or salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, are of the general formula ( I)
  • Ni is nickel and may be in the substitution position of tungsten or molybdenum or at the cation C position,
  • M is tungsten or molybdenum
  • O oxygen
  • H is hydrogen
  • A is selected from phosphorus, silicon, boron, germanium, arsenic,
  • C is an organic or inorganic cation selected from protons, ammoniums, phosphoniums, alkalis, alkaline earths, transition elements from Groups 3 to 14 of the Periodic Table,
  • x is between 1 and 20
  • n is greater than or equal to 0,
  • z is between 20 and 400
  • h 0 to 20
  • n 0 to 200
  • An advantage of the invention is to provide a process for transforming a feedstock chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, which makes it possible to directly obtain mono- or polyoxygenated products while limiting formation. non-valued products such as soluble and insoluble humins, ie products of high molecular weight resulting from undesired condensation of sugars and their derivatives.
  • Another advantage of the present invention lies in the use of a specific homogeneous catalyst having the advantage of avoiding the implementation of an additional separation step between the residual solids at the end of the reaction, which can be a heterogeneous catalyst. , humins, lignin and / or unconverted cellulose.
  • Another advantage of the invention is to provide a process for transforming a feedstock chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, into mono- or polyoxygenated compounds which make it possible to obtain very good selectivity. in glycols among all mono- or polyoxygenated products.
  • Another advantage of the invention to provide a process for transforming a feed selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, into mono- or polyoxygenated compounds which make it possible to obtain a very good selectivity in terms of ethylene glycol among all mono- or polyoxygenated products.
  • the filler treated in the process according to the invention is a filler chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, the carbohydrates being preferably chosen from polysaccharides, oligosaccharides and monosaccharides, alone or in combination. mixed.
  • polysaccharides we mean one or more compounds containing at least 10 covalently linked oste subunits.
  • Preferred polysaccharides used as filler in the present invention are selected from starch, inulin, cellulose and hemicellulose alone or in admixture.
  • oligosaccharides we mean one or more compounds containing from two to ten subunits of covalently linked osteos.
  • oligosaccharide denotes more particularly, on the one hand, a carbohydrate having the formula (C 6 H 10 O 5 ) n or C 6 nH i on + 20 5 n + 1 where n is an integer greater than 1, obtained by partial hydrolysis of starch, inulin, lignocellulosic biomass, cellulose and hemicellulose, and on the other hand a so-called mixed carbohydrate composition
  • the oligosaccharides are preferably chosen from oligomers of pentoses and / or hexoses with a degree of polymerization lower than that of cellulose and hemicellulose. They can be obtained by partial hydrolysis of starch, inulin, lignocellulosic biomass, cellulose or hemicellulose. Oligosaccharides are generally soluble in water.
  • the preferred oligosaccharides used as filler in the present invention are chosen from sucrose, lactose, maltose, isomaltose, inulobiosis, melibiose, gentiobiose, trehalose, cellobiose, cellotriose, cellotetraose and oligosaccharides. from the hydrolysis of the polysaccharides named in the previous paragraph.
  • Lignocellulosic biomass consists essentially of three natural constituents present in varying amounts according to its origin: cellulose, hemicellulose and lignin.
  • Cellulose (C 6 H 10 O 5 ) n represents most of the composition of lignocellulosic biomass.
  • Cellulose is a linear homopolymer composed of numerous units of D-Anhydroglucopyranose (AGU) linked together by ⁇ - (1 ⁇ 4) glycosidic bonds. The repetition pattern is the cellobiose dimer.
  • the cellulose used may be crystalline or amorphous.
  • Hemicellulose is the second most important carbohydrate after cellulose in lignocellulosic biomass. Unlike cellulose, this polymer consists mainly of pentose monomers (5-atom rings) and hexoses (6-atom rings). Hemicellulose is an amorphous heteropolymer with a lower degree of polymerization than cellulose.
  • Lignin is an amorphous macromolecule present in lignocellulosic compounds in variable proportions depending on the origin of the material (straw ⁇ 15%, wood: 20-26%). Its function is mechanical strengthening, hydrophobization and plant support. This macromolecule rich in phenolic units can be described as resulting from the combination of three monomer units of propyl-methoxy-phenol type. Its molar mass varies from 5000 g / mol to 10000 g / mol for hardwoods and reaches 20000 g / mol for softwoods.
  • the lignocellulosic raw material may advantageously consist of wood or vegetable waste.
  • Other non-limiting examples of lignocellulosic biomass material are farm residues such as, for example, straw, grasses, stems, cores, or shells, logging residues such as thinning products , bark, sawdust, chips, or falls, logging products, dedicated crops (short rotation coppice), residues from the agri-food industry such as residues from the cotton industry , bamboo, sisal, banana, maize, panicum virgatum, alfalfa, coconut, or bagasse, household organic waste, waste wood processing facilities and woods used construction, pulp, paper, recycled or not.
  • the lignocellulosic biomass can advantageously be used in its raw form, that is to say in all of these three constituents cellulose, hemicellulose and lignin.
  • the raw biomass is generally in the form of fibrous residues or powder. It can also advantageously be milled or shredded to allow its transport.
  • the lignocellulosic biomass feed may advantageously also be used in its pretreated form, that is to say in a form containing at least one cellulosic part after extraction of lignin and / or hemicellulose.
  • the biomass is preferably pretreated to increase the reactivity and accessibility of the cellulose within the biomass prior to processing.
  • These pretreatments are of a mechanical, thermochemical, thermomechanical-chemical and / or biochemical nature and cause the decystallinization of the cellulose, a decrease in the degree of polymerization of the cellulose, the solubilization of the hemicellulose and / or lignin and / or cellulose or partial hydrolysis of hemicellulose and / or cellulose following the treatment.
  • Pretreatment prepares the lignocellulosic biomass by separating the carbohydrate portion of the lignin and adjusting the size of the biomass particles to be treated.
  • the size of the biomass particles after pretreatment is generally less than 5 mm, preferably less than 500 microns.
  • said filler is brought into contact with a catalyst comprising one or more salts of polyoxometalates comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, corresponding to the general formula (I), in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or mixed with at least one other solvent, under a reducing atmosphere, and at a temperature of between 50 ° C. and 300 ° C., and at a pressure of between 0.5MPa and 20MPa.
  • said catalyst (s) is (are) chosen from polyoxometallate salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, corresponding to the general formula (I)
  • M is tungsten or molybdenum, preferably tungsten
  • A is chosen from phosphorus, silicon, boron, germanium and arsenic, preferably from phosphorus and silicon,
  • M ' is a metallic element other than nickel and tungsten when M is tungsten and M' is a metallic element other than nickel and molybdenum when M is molybdenum, said metal element being preferably selected from molybdenum, tungsten, aluminum, zinc, cobalt, vanadium, niobium, tantalum, iron and copper
  • C is an organic or inorganic cation selected from protons, ammoniums, phosphoniums, alkalis, alkaline earths, transition elements of Groups 3 to 14 of the Periodic Table, preferably C is nickel, x is included between 1 and 20, preferably between 1 and 10,
  • y is between 4 and 80, preferably between 4 and 50,
  • a is greater than or equal to 0, preferably equal to 0, 1 or 2
  • n is greater than or equal to 0,
  • z is between 20 and 400, preferably between 20 and 200,
  • h is 0 to 20, preferably 0 to 10,
  • N is between 0 and 200, preferably between 0 and 100,
  • c is greater than or equal to 0,
  • c, a, m, h, x, y, z and n are integers or decimals when stoichiometry and salt neutrality dictate.
  • Ni may advantageously be in the substitution position of the metal M being tungsten or molybdenum or cation C position.
  • said nickel-containing polyoxometalate salt (s) and a metal M being tungsten or molybdenum are chosen from non-lacunated, lacunary and substituted polyoxometalate salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, from Keggin, Dawson, Anderson, Strandberg, Preyssler, Allman-Waugh, Weakley-Yamase and Dexter-Silverton structures.
  • said at least one polyoxometalate salt used according to the invention is chosen from the following polyoxometalate salts:
  • catalysts chosen from polyoxometalate salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum are used in the process according to the invention, said catalysts may be identical or different.
  • a single catalyst selected from polyoxometalate salts is used in the process according to the invention.
  • the metal M being molybdenum or tungsten are advantageously at the oxidation state (V) or (VI) in said polyoxometalate salts.
  • V oxidation state
  • VI oxidation state
  • the process for transforming the feed selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture is carried out in a reaction vessel in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or in admixture with at least one other solvent, under a reducing atmosphere, and at a temperature between 50 ° C and 300 ° C, and at a pressure of between 0.5MPa and 20MPa.
  • the process is therefore carried out in a reaction vessel comprising at least one solvent and wherein said feedstock is placed in the presence of the catalyst according to the invention.
  • the process according to the invention operates in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or mixed with at least one other solvent.
  • the solvent mixture comprises a mass content of water greater than 5% by weight and preferably greater than 30% by weight and very preferably greater than 40% by weight relative to the total mass of said mixture.
  • said other solvent is preferably chosen from alcohols and glycols.
  • the alcohols are advantageously chosen from methanol, ethanol, propan-1-ol and isopropanol and preferably ethanol.
  • the glycols are advantageously chosen from ethylene glycol, propylene glycol, 1,2-butanediol and 1,4-butanediol and preferably ethylene glycol.
  • the process according to the invention operates in the presence of a mixture containing between 20 and 70% by weight of water and between 30 and 80% by weight of alcohol.
  • the process according to the invention operates in the presence of a mixture containing between 20 and 70% by weight of water and between 30 and 80% by weight of glycol.
  • the process for converting said charge is carried out under a reducing atmosphere, preferably under a hydrogen atmosphere.
  • Hydrogen can be used pure or as a mixture.
  • the method can be operated according to different embodiments.
  • the process can advantageously be carried out batchwise or continuously. It can be carried out in a closed reaction chamber or in a semi-open reactor.
  • the catalyst comprising one or more salts of polyoxometalates according to the invention is advantageously introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio filler / catalyst (s) of between 1 and 1000, preferably between 1 and 500, preferably between 1 and 100, preferably between 1 and 50 and even more preferably between 1 and 25.
  • the feedstock is introduced into the process in an amount corresponding to a mass ratio solvent / feed of between 1 and 1000, preferably between 1 and 500 and more preferably between 5 and 100.
  • said catalyst comprising one or more polyoxometalate salts according to the invention undergoes a reducing heat treatment step, preferably before its use in the process according to the invention.
  • the reduction temperature is between 50 ° C. and 500 ° C., preferably between 150 ° C. and 300 ° C. and at a pressure of between 0.5 MPa and 20 MPa. preferably between 2MPa and 20MPa and for a period of 30 minutes to 48 hours, preferably 1 hour to 24 hours.
  • the reducing heat treatment is preferably carried out under a hydrogen atmosphere.
  • the chemical reducing agent is chosen from all reducing species known to those skilled in the art.
  • said reducing agent is advantageously chosen from sodium hydride NaH, potassium hydride KH, hydride of lithium LiH, MgH 2 magnesium hydride, CaH 2 calcium hydride, TiH 2 titanium hydride, CuH 2 copper hydride, ZrH 2 zirconium hydride, NaBH 4 sodium borohydride, lithium borohydride LiBH 4 , potassium borohydride KBH 4 , sodium cyanoborohydride NaBH 3 CN, sodium triacetylborohydride NaBH (OAc) 3 , sodium triethylborohydride NaBH (Et) 3 , lithium triethylborohydride LiBH (Et) 3 , sodium tributylborohydride NaBH [CH (CH 3 ) C 2 H 5 ] 3, potassium tri-secbutylborohydride KBH [CH (CH 3 ) C 2 H 5 ] 3 , lithium tri-butylborohydride NaBH [CH (CH 3 ) C 2 H 5 ] 3, potassium tri-sec
  • the chemical reducing agent is selected from NaBH 4 , LiAlH 4 and NaBH 3 CN.
  • the chemical reducing agent is chosen from the family of nitrogenous organic compounds
  • said reducing agent is advantageously chosen from hydrazine, diethylhydroxylamine, hydroxylamine, and hydroquinone.
  • the chemical reducing agent is preferably diluted in a so-called chemical reduction solvent, the same or different from the reaction solvent.
  • the chemical reduction solvent is the reaction solvent.
  • the at least one reducing agent (s) is advantageously introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio catalyst (s) / reducing agent (s) of between 1.5 and 1000. preferably between 5 and 1000, and preferably between 10 and 500.
  • the products obtained and their mode of analysis are mono- or polyoxygenated compounds. Said mono- or polyoxygenated compounds are soluble in water.
  • Said mono- or polyoxygenated compounds are advantageously constituted by monosaccharides and their derivatives, oligosaccharides, and also soluble polymers advantageously formed by successive combinations of the monosaccharide derivatives.
  • monosaccharide is meant a carbohydrate composition C n H 2 nOn where n is greater than 2, obtained by partial or total hydrolysis of cellulose, or hemicellulose, or starch.
  • Monosaccharides are simple sugars that are produced by depolymerization of cellulose and / or hemicellulose, such as, in particular, glucose, galactose, mannose, xylose, fructose, etc.
  • Derivatives of monosaccharides and oligosaccharides are products which can be obtained for example by dehydration, isomerization, reduction or oxidation:
  • carboxylic acids and their esters, lactones formic acid, alkyl formates, acetic acid, alkyl acetates, hexanoic acid, alkyl hexanoates, levulinic acid, alkyl levulinates, lactic acid, alkyl lactates, glutaric acid, alkyl glutarates, 3-hydroxypropanoic acid, 3-hydroxybutyrolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone cyclic ethers: for example tetrahydrofuran (THF), 3-methyltetrahydrofuran (Me-THF) and its positional isomers, 2,4-dimethyltetrahydrofuran and its positional isomers, tetrahydropyran-2-methanol and its isomers of position.
  • THF tetrahydrofuran
  • Me-THF 3-methyltetrahydrofuran
  • furans furan-2,5-dicarboxylic acid, 5- (hydroxymethyl) furfural acid, furfural ...
  • phosphotungstic and silicotungstic acids, ammonium metatungstate, oxalic acid, barium hydroxide, nickel sulfate, sodium borohydride are commercial products and used without further purification.
  • the reaction medium is removed and centrifuged.
  • the reaction liquid is then analyzed by gas phase chromatography and high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.
  • Solid oxalic acid is added to a solution of 0.05 M ammonium metatungstate (NH 4) 6 H 2 W 12 0 4 0.
  • the ammonium oxalate precipitates and is removed from the reaction medium by filtration.
  • solid Ba (OH) 2 (1 g, 5.25 mmol) is added to an aqueous solution of phosphotungstic acid hydrate H 3 PW 12 0 4 o.24 H 2 O at 0.1 mol / L ( 15 mL, 5 g, 1.5 mmol) at room temperature. The solution becomes whitish with the dissolution of Ba (OH) 2 .
  • Solid NiSO 4 (1. 577 g, 6 mmol) is then added. The reaction mixture is stirred for 3 hours at room temperature before standing for 2 hours. The white precipitate is then filtered to obtain a clear green apple filtrate. After evaporation of the water in air, a green solid is obtained (4.02 g, 78%).
  • Example 4 Transformation of the Cellulose Using the Catalyst C1 Example 4 relates to the conversion of the cellulose from the catalyst C1 whose preparation is described in Example 1 for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the catalyst C1 (0.2 g) is solubilized in 25 ml of previously degassed water.
  • the sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
  • the weight ratio catalyst / reducing agent is 21.
  • Example 5 relates to the conversion of cellulose from catalyst C1 whose preparation is described in Example 1 for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the catalyst C1 (0.2 g) is solubilized in 25 ml of a mixture of 50/50 weight of water and ethanol degassed beforehand.
  • the sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
  • the weight ratio catalyst / reducing agent is 21.
  • the cellulose (0.65 g) is directly introduced.
  • a pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C.
  • the weight ratio solvent / filler is 40.
  • the mass ratio filler / catalyst is 3.25.
  • the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC).
  • GC gas phase chromatography
  • the majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 2.1 and 0.4 g / L respectively. No formation of humins is detected and the unconverted cellulose is removed by filtration.
  • Example 6 relates to the conversion of cellulose from catalyst C2 whose preparation is described in Example 2 for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the catalyst C2 0.2 g
  • the sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
  • the weight ratio catalyst / reducing agent is 21. After returning to atmospheric pressure, the cellulose (0.65 g) is directly introduced. A pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C. The weight ratio solvent / filler is 40. The mass ratio filler / catalyst is 3.25. After 6 hours of reaction , the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC). The majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 2.4 and 1.3 g / l respectively. No formation of humins is detected and the unconverted cellulose is removed by filtration.
  • GC gas phase chromatography
  • Example 7 relates to the conversion of cellulose from catalyst C2 whose preparation is described in Example 2 for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the catalyst C2 (0.2 g) is solubilized in 25 mL of a 50/50 weight mixture of water and ethanol degassed beforehand.
  • the sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
  • the weight ratio catalyst / reducing agent is 21.
  • the cellulose (0.65 g) is directly introduced.
  • a pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C.
  • the solvent / filler mass ratio is 40.
  • the mass ratio of filler / catalyst is 3.25.
  • the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC).
  • GC gas phase chromatography
  • the majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 4.2 and 0.1 g / L respectively. No formation of humins is detected and the unconverted cellulose is removed by filtration.
  • Example 8 Transformation of the Cellulose Using the C3 Catalyst Example 8 relates to the conversion of the cellulose from the C3 catalyst, the preparation of which is described in Example 3 for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the C3 catalyst 0.2 g
  • the sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
  • the weight ratio catalyst / reducing agent is 21. After returning to atmospheric pressure, the cellulose (0.65 g) is directly introduced. A pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C. The weight ratio solvent / filler is 40. The mass ratio filler / catalyst is 3.25. After 6 hours of reaction , the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC). The majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 4.9 and 2.9 g / L respectively. No formation of humins is detected and the unconverted cellulose is removed by filtration.
  • GC gas phase chromatography
  • Example 9 relates to the conversion of cellulose from catalyst C3, the preparation of which is described in Example 3 for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the catalyst C3 (0.2 g) is solubilized in 25 mL of a 50/50 weight mixture of water and ethanol degassed beforehand.
  • the sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
  • the weight ratio catalyst / reducing agent is 21.
  • Example 10 relates to the conversion of glucose from catalyst C3, the preparation of which is described in Example 3 for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the catalyst C3 (0.2 g) is solubilized in 25 mL of a 50/50 weight mixture of water and ethanol degassed beforehand.
  • the sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
  • the weight ratio catalyst / reducing agent is 21.
  • a first addition of glucose (0.65 g) is directly introduced.
  • a pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C.
  • the weight ratio solvent / filler is 40.
  • the mass ratio filler / catalyst is 3.25.
  • the reactor is depressurized and a second addition of glucose (0.65 g) is carried out.
  • the reactor is repressurized with 2.5 MPa of hydrogen.
  • the reactor is depressurized again and a third glucose addition (0.65 g) is performed.
  • the reactor is repressurized with 2.5 MPa of hydrogen.
  • the reaction medium is cooled and analyzed by gas phase chromatography (GC).
  • GC gas phase chromatography
  • Example 1 1 (Comparative): Transformation of the Cellulose Using the Catalyst System Ni of Ranev + H3PW12O40.xH2O
  • Ni and W present in the suspension correspond to those present in the catalyst C3 and the reaction medium corresponds to that described in Example 8.
  • the Raney Ni (0.036 g) is suspended in 25 mL of degassed water. Phosphotungstic acid H3PW12O40, xH2O (0.18 g) is then added and the mixture is stirred for 16 hours under 2.5 MPa hydrogen at 25 ° C.
  • Example 12 (Comparative): Transformation of Cellulose Using the Ranev Catalyst System + H3PW12O40.xH2O
  • Example 12 relates to the conversion of cellulose for the production of mono- and polyoxygenated products from a composite catalyst system heterogeneous Nickel and Tunsgten.
  • the amounts of Ni and W present in the suspension correspond to those present in the catalyst C3 and the reaction medium corresponds to that described in Example 9.
  • the Raney Ni 0.036 g
  • the Raney Ni is put in suspension in 25 mL of a 50/50 weight mixture of water and ethanol degassed beforehand.
  • Phosphotungstic acid H3PW12O40, xH2O (0.18 g) is then added and the mixture is stirred for 16 hours under 2.5 MPa hydrogen at 25 ° C.
  • the cellulose (0.65 g) is directly introduced.
  • a pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C.
  • the weight ratio solvent / filler is 40.
  • the mass ratio filler / catalyst is 3.
  • reaction medium After 6 h of reaction, the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC) the majority products are ethylene glycol, mono-alcohols (1-propanol, 1-butanol) and ethylene glycol monoethyl ether at 0.8, 0.7 and 0.5 g / L, respectively.
  • GC gas phase chromatography
  • Examples 11 and 12 compare the catalytic activity of a catalytic system composed of nickel and tungsten with the activity of the catalysts C1, C2, and C3 according to the invention.
  • the results of conversion of said catalytic system compared with the results obtained in Examples 8 and 9 with the catalyst C 3 demonstrate that the catalysts according to the invention are more effective than catalytic systems consisting of the same amounts of Ni and W and used in the same operating conditions.

Abstract

The invention relates to a process for converting a feedstock chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, into mono- or polyoxygenated compounds, in which the feedstock is brought into contact with a catalyst comprising one or more polyoxometalate salts comprising nickel and tungsten or nickel and molybdenum and in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or in a mixture with at least one other solvent, under a reducing atmosphere, and at a temperature of between 50°C and 300°C, and at a pressure of between 0.5 MPa and 20 MPa.

Description

PROCEDE DE TRANSFORMATION D'UNE CHARGE COMPRENANT UNE BIOMASSE METHOD FOR TRANSFORMING A LOAD COMPRISING A BIOMASS
LIGNOCELLULOSIQUE UTILISANT UN SEL DE POLYOXOMETALLATES COMPRENANT DU NICKEL ET DU TUNGSTENE OU DU NICKEL ET DU MOLYBDENE LIGNOCELLULOSIC USING A POLYOXOMETALLATE SALT COMPRISING NICKEL AND TUNGSTEN OR NICKEL AND MOLYBDEN
ART ANTERIEUR Depuis quelques années, il existe un vif regain d'intérêt pour l'incorporation de produits d'origine renouvelable au sein des filières carburant et chimie, en complément ou en substitution des produits d'origine fossile. Une voie possible est la conversion de la cellulose contenue dans la biomasse lignocellulosique en produits ou intermédiaires chimiques, comme des produits contenant de une à six fonctions hydroxyles que sont le n-propanol, l'éthylène glycol, le propylène glycol, le glycérol, le 1 ,2-butanediol, le 1 ,4-butanediol ou le 1 ,2-hexanediol. PRIOR ART In recent years, there has been a great revival of interest in the incorporation of products of renewable origin into the fuel and chemical sectors, in addition to or in substitution for products of fossil origin. One possible route is the conversion of the cellulose contained in the lignocellulosic biomass into products or chemical intermediates, such as products containing from one to six hydroxyl functions, namely n-propanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol or 1,2-hexanediol.
Le terme biomasse lignocellulosique (BLC) ou lignocellulose englobe plusieurs constituants présents en quantités variables selon son origine : la cellulose, l'hémicellulose et la lignine. L'hémicellulose et la cellulose constituent la partie hydrate de carbone de la lignocellulose. Ce sont des polymères de sucres (pentoses et hexoses). La lignine est une macromolécule riche en motifs phénoliques. Par biomasse lignocellulosique, on entend par exemple les produits issus de l'exploitation forestière et les sous-produits issus de l'agriculture comme la paille ainsi que certains végétaux dédiés, à haut rendement agricole, comme le miscanthus ou le peuplier. La production de produits chimiques à partir de biomasse lignocellulosique permet à la fois de réduire la dépendance énergétique vis-à-vis du pétrole et de préserver l'environnement à travers la diminution des émissions de gaz à effet de serre sans utiliser de ressources destinées aux usages alimentaires. The term lignocellulosic biomass (LBC) or lignocellulose encompasses several constituents present in varying amounts depending on its origin: cellulose, hemicellulose and lignin. Hemicellulose and cellulose constitute the carbohydrate part of lignocellulose. They are polymers of sugars (pentoses and hexoses). Lignin is a macromolecule rich in phenolic motifs. Lignocellulosic biomass, for example, refers to products derived from logging and agricultural by-products such as straw, as well as some dedicated, high-yielding crops such as miscanthus or poplar. The production of chemicals from lignocellulosic biomass can both reduce energy dependence on oil and preserve the environment by reducing greenhouse gas emissions without using resources for food uses.
La transformation directe d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, en produits ou intermédiaires chimiques, notamment mono- ou polyoxygénés est une voie particulièrement intéressante. Par transformation directe, on entend la transformation en une étape de ladite charge, éventuellement prétraitée, vers des produits valorisâmes mono- ou polyoxygénés. La valorisation de la biomasse lignocellulosique ou de la cellulose contenue dans la biomasse par l'utilisation de différents catalyseurs ou combinaison de catalyseurs est largement décrite dans la littérature. The direct conversion of a charge selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, into chemical products or intermediates, in particular mono- or polyoxygenated, is a particularly advantageous route. By direct transformation is meant the transformation into a step of said feedstock, optionally pretreated, to mono- or polyoxygenated valorized products. The valorization of lignocellulosic biomass or cellulose contained in the biomass by the use of different catalysts or combination of catalysts is widely described in the literature.
Par exemple, l'utilisation de catalyseurs hétérogènes comme les charbons actifs sur lesquels est déposé du nickel a été décrite pour la transformation de la biomasse lignocellulosique ou de la cellulose dans la demande de brevet WO2013/015990. L'effluent récupéré est composé de composés polyoxygénés solubles dans le milieu réactionnel comme l'éthylène glycol et le propylène glycol, ainsi que de résidus solides comme la cellulose non convertie et la lignine de la lignocellulose. Une étape supplémentaire difficile de séparation entre les résidus solides de conversion de la charge et le catalyseur hétérogène est nécessaire pour récupérer et recycler le catalyseur. For example, the use of heterogeneous catalysts such as activated carbons on which nickel is deposited has been described for the transformation of lignocellulosic biomass or cellulose in the patent application WO2013 / 015990. The recovered effluent is composed of polyoxygenated compounds soluble in the reaction medium such as ethylene glycol and propylene glycol, as well as solid residues such as unconverted cellulose and lignin lignin lignin. A further difficult step of separating the solid feed conversion residues from the heterogeneous catalyst is required to recover and recycle the catalyst.
Des catalyseurs homogènes de la famille des chlorures métalliques AICI3 ou FeCI3, solubles dans le milieu réactionnel, ont été décrits par Zhuang, Molécules 2010, 15, 5258 pour éviter cette étape de séparation de solides, mais leur utilisation en milieu hydrothermal à une température de 200°C sous pression autogène engendre systématiquement des produits de condensation non valorisâmes que l'on appelle humines et qui précipitent dans le milieu réactionnel. Homogeneous catalysts of the family of metal chlorides AICI 3 or FeCl 3 , which are soluble in the reaction medium, have been described by Zhuang, Molecules 2010, 15, 5258 to avoid this step of separating solids, but their use in a hydrothermal medium at a temperature of temperature of 200 ° C under autogenous pressure systematically generates non-valued condensation products that are called humines and which precipitate in the reaction medium.
De manière inattendue, la demanderesse a découvert que la mise en contact d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou mélange, avec au moins un sel de polyoxométallate comprenant du nickel et un métal M choisi parmi le tungstène et le molybdène, tel que revendiqué comme catalyseur homogène, dans des conditions opératoires spécifiques, permettait d'obtenir sélectivement des produits valorisâmes mono- ou polyoxygénés, et en particulier les glycols et l'éthylène glycol, sans formation d'humines et sans étape de séparation supplémentaire entre les solides résiduels en fin de réaction que peuvent être un catalyseur hétérogène, les humines, la lignine et/ou la cellulose non convertie. Unexpectedly, the applicant has discovered that the contacting of a charge selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or in combination, with at least one polyoxometalate salt comprising nickel and a metal M chosen from tungsten and molybdenum, as claimed as a homogeneous catalyst, under specific operating conditions, made it possible to selectively obtain mono- or polyoxygenated products, in particular glycols and ethylene glycol, without formation of humins and without additional separation between the residual solids at the end of the reaction may be a heterogeneous catalyst, humins, lignin and / or unconverted cellulose.
RESUME DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
Un objet de la présente invention est donc de fournir un procédé de transformation d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, en composés mono- ou polyoxygénés, dans lequel ladite charge est mise en contact avec un catalyseur comprenant un ou plusieurs sels de polyoxométallates comprenant du nickel et un métal M étant le tungstène ou le molybdène, en présence d'au moins un solvant, ledit solvant étant de l'eau seule ou en mélange avec au moins un autre solvant, sous atmosphère réductrice, et à une température comprise entre 50°C et 300°C, et à une pression comprise entre 0,5MPa et 20MPa, dans lequel, ledit ou lesdits sels de polyoxométallates comprenant du nickel et un métal M étant le tungstène ou le molybdène, répondent à la formule générale (I) An object of the present invention is therefore to provide a process for transforming a feedstock chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, into mono- or polyoxygenated compounds, in which said feedstock is brought into contact with a catalyst comprising one or more polyoxometalate salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or mixed with at least one other solvent, under a reducing atmosphere, and at a temperature of between 50 ° C and 300 ° C, and at a pressure between 0.5MPa and 20MPa, wherein, said polyoxometalate salt or salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, are of the general formula ( I)
NixMyOzHhAaM'mCc. nH20 (I) dans laquelle Ni x M y O z H h A a M ' m C c . nH 2 0 (I) in which
• Ni est le nickel et peut être en position de substitution du tungstène ou du molybdène ou en position de cation C,  Ni is nickel and may be in the substitution position of tungsten or molybdenum or at the cation C position,
M est le tungstène ou le molybdène,  M is tungsten or molybdenum,
O est l'oxygène,  O is oxygen,
H est l'hydrogène,  H is hydrogen,
A est choisi parmi le phosphore, le silicium, le bore, le germanium, l'arsenic, A is selected from phosphorus, silicon, boron, germanium, arsenic,
• M' est un élément métallique autre que le nickel et le tungstène lorsque M est le tungstène et M' est un élément métallique autre que le nickel et le molybdène lorsque M est le molybdène, ledit élément métallique étant choisi de préférence parmi le molybdène, le tungstène, l'aluminium, le zinc, le cobalt, le vanadium, le niobium, le tantale, le fer et le cuivre, M 'is a metallic element other than nickel and tungsten when M is tungsten and M' is a metallic element other than nickel and molybdenum when M is molybdenum, said metal element being preferably selected from molybdenum, tungsten, aluminum, zinc, cobalt, vanadium, niobium, tantalum, iron and copper,
• C est un cation organique ou inorganique choisi parmi les protons, les ammoniums, les phosphoniums, les alcalins, les alcalino-terreux, les éléments de transition des groupes 3 à 14 de la classification périodique,  • C is an organic or inorganic cation selected from protons, ammoniums, phosphoniums, alkalis, alkaline earths, transition elements from Groups 3 to 14 of the Periodic Table,
x est compris entre 1 et 20,  x is between 1 and 20,
y est compris entre 4 et 80,  is between 4 and 80,
• a est supérieur ou égal à 0,  • a is greater than or equal to 0,
m est supérieur ou égal à 0,  m is greater than or equal to 0,
z est compris entre 20 et 400,  z is between 20 and 400,
h est compris entre 0 et 20,  h is 0 to 20,
n est compris entre 0 et 200,  n is 0 to 200,
• c est supérieur ou égal à 0,  • c is greater than or equal to 0,
c, a, m, h, x, y, z et n sont des nombres entiers ou décimaux lorsque la stœchiométrie et la neutralité du sel l'imposent. Un avantage de l'invention est de fournir un procédé de transformation d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, permettant l'obtention directe de produits valorisâmes mono- ou polyoxygénés tout en limitant la formation de produits non valorisâmes tels que les humines solubles et non solubles, c'est à dire des produits de poids moléculaire important issus de condensations non désirées de sucres et de leurs dérivés. c, a, m, h, x, y, z and n are integers or decimals when stoichiometry and salt neutrality dictate. An advantage of the invention is to provide a process for transforming a feedstock chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, which makes it possible to directly obtain mono- or polyoxygenated products while limiting formation. non-valued products such as soluble and insoluble humins, ie products of high molecular weight resulting from undesired condensation of sugars and their derivatives.
Un autre avantage de la présente invention réside dans l'utilisation d'un catalyseur homogène spécifique présentant l'avantage d'éviter la mise en œuvre d'une étape de séparation supplémentaire entre les solides résiduels en fin de réaction que peuvent être un catalyseur hétérogène, les humines, la lignine et/ou la cellulose non convertie. Another advantage of the present invention lies in the use of a specific homogeneous catalyst having the advantage of avoiding the implementation of an additional separation step between the residual solids at the end of the reaction, which can be a heterogeneous catalyst. , humins, lignin and / or unconverted cellulose.
Un autre avantage de l'invention est de fournir un procédé de transformation d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, en composés mono- ou polyoxygénés permettant l'obtention d'une très bonne sélectivité en glycols parmi tous les produits valorisâmes mono- ou polyoxygénés. Un autre avantage de l'invention de fournir un procédé de transformation d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, en composés mono- ou polyoxygénés permettant l'obtention d'une très bonne sélectivité en éthylène glycol parmi tous les produits valorisâmes mono- ou polyoxygénés. Another advantage of the invention is to provide a process for transforming a feedstock chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, into mono- or polyoxygenated compounds which make it possible to obtain very good selectivity. in glycols among all mono- or polyoxygenated products. Another advantage of the invention to provide a process for transforming a feed selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, into mono- or polyoxygenated compounds which make it possible to obtain a very good selectivity in terms of ethylene glycol among all mono- or polyoxygenated products.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La charge DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
La charge traitée dans le procédé selon l'invention est une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, les hydrates de carbone étant choisis de préférence parmi les polysaccharides, les oligosaccharides et les monosaccharides, seuls ou en mélange. Par polysaccharides, nous entendons un ou plusieurs composés contenant au moins 10 sous-unités d'osés liées de façon covalente. The filler treated in the process according to the invention is a filler chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, the carbohydrates being preferably chosen from polysaccharides, oligosaccharides and monosaccharides, alone or in combination. mixed. By polysaccharides we mean one or more compounds containing at least 10 covalently linked oste subunits.
Les polysaccharides préférés utilisés comme charge dans la présente invention sont choisis parmi l'amidon, l'inuline, la cellulose et l'hémicellulose seul ou en mélange. Par oligosaccharides, nous entendons un ou plusieurs composés contenant de deux à dix sous-unités d'osés liées de façon covalente. Preferred polysaccharides used as filler in the present invention are selected from starch, inulin, cellulose and hemicellulose alone or in admixture. By oligosaccharides we mean one or more compounds containing from two to ten subunits of covalently linked osteos.
Par oligosaccharide, on désigne plus particulièrement, d'une part un hydrate de carbone ayant pour formule (C6H 1 0O5)n ou C6nH i on+205n+i où n est un entier supérieur à 1 , obtenu par hydrolyse partielle de l'amidon, l'inuline, la biomasse lignocellulosique, la cellulose et l'hémicellulose, et d'autre part un hydrate de carbone dit mixte ayant pour compositionThe term "oligosaccharide" denotes more particularly, on the one hand, a carbohydrate having the formula (C 6 H 10 O 5 ) n or C 6 nH i on + 20 5 n + 1 where n is an integer greater than 1, obtained by partial hydrolysis of starch, inulin, lignocellulosic biomass, cellulose and hemicellulose, and on the other hand a so-called mixed carbohydrate composition
(CeH ! oOsUCsHf (C6mH1 0m+2O5m+i)(C5nH8n+2O4n+i ) où m et n sont des entiers supérieurs ou égaux à 1 . (CeH! OOsUCsHf (m C6 H 1 0m + 2o5 m + i) (8n + C5nH 2O4n + i) where m and n are integers greater than or equal to 1.
Les oligosaccharides sont de préférence choisis parmi les oligomères de pentoses et/ou d'hexoses avec un degré de polymérisation inférieur à celui de la cellulose et de l'hémicellulose. Ils peuvent être obtenus par hydrolyse partielle de l'amidon, de l'inuline, de la biomasse lignocellulosique, de la cellulose ou de l'hémicellulose. Les oligosaccharides sont généralement solubles dans l'eau. The oligosaccharides are preferably chosen from oligomers of pentoses and / or hexoses with a degree of polymerization lower than that of cellulose and hemicellulose. They can be obtained by partial hydrolysis of starch, inulin, lignocellulosic biomass, cellulose or hemicellulose. Oligosaccharides are generally soluble in water.
Les oligosaccharides préférés utilisés comme charge dans la présente invention sont choisis parmi le saccharose, le lactose, le maltose, l'isomaltose, l'inulobiose, le mélibiose, le gentiobiose, le tréhalose, le cellobiose, le cellotriose, le cellotetraose et les oligosaccharides issus de l'hydrolyse des polysaccharides nommés au paragraphe précédent. The preferred oligosaccharides used as filler in the present invention are chosen from sucrose, lactose, maltose, isomaltose, inulobiosis, melibiose, gentiobiose, trehalose, cellobiose, cellotriose, cellotetraose and oligosaccharides. from the hydrolysis of the polysaccharides named in the previous paragraph.
Par monosaccharides, on désigne les sucres simples (hexoses, pentoses) qui peuvent être produits par dépolymérisation complète ou partielle des polysaccharides. Les monosaccharides préférés utilisés comme charge dans la présente invention sont choisis parmi le glucose, le galactose, le mannose, le fructose, l'altrose. By monosaccharides is meant simple sugars (hexoses, pentoses) which can be produced by complete or partial depolymerization of the polysaccharides. Preferred monosaccharides used as filler in the present invention are selected from glucose, galactose, mannose, fructose, altrose.
La biomasse lignocellulosique est essentiellement constituée de trois constituants naturels présents en quantités variables selon son origine : la cellulose, l'hémicellulose et la lignine. Lignocellulosic biomass consists essentially of three natural constituents present in varying amounts according to its origin: cellulose, hemicellulose and lignin.
La cellulose (C6H 1 0O5)n représente la majeure partie de la composition de la biomasse lignocellulosique. La cellulose est un homopolymère linéaire composé de nombreuses unités de D-Anhydroglucopyranose (AGU) reliées entre elles par des liaisons β-(1→4) glycosidiques. Le motif de répétition est le dimère cellobiose. Cellulose (C 6 H 10 O 5 ) n represents most of the composition of lignocellulosic biomass. Cellulose is a linear homopolymer composed of numerous units of D-Anhydroglucopyranose (AGU) linked together by β- (1 → 4) glycosidic bonds. The repetition pattern is the cellobiose dimer.
La cellulose est insoluble dans l'eau à température et pression ambiantes. Cellulose is insoluble in water at ambient temperature and pressure.
La cellulose utilisée peut être cristalline ou amorphe. L'hémicellulose est le deuxième hydrate de carbone en quantité après la cellulose de la biomasse lignocellulosique. Contrairement à la cellulose, ce polymère est constitué en majorité de monomères de pentoses (cycles à 5 atomes) et hexoses (cycles à 6 atomes). L'hémicellulose est un hétéropolymère amorphe avec un degré de polymérisation inférieur à celui de la cellulose. The cellulose used may be crystalline or amorphous. Hemicellulose is the second most important carbohydrate after cellulose in lignocellulosic biomass. Unlike cellulose, this polymer consists mainly of pentose monomers (5-atom rings) and hexoses (6-atom rings). Hemicellulose is an amorphous heteropolymer with a lower degree of polymerization than cellulose.
La lignine est une macromolécule amorphe présente dans les composés lignocellulosiques dans des proportions variables selon l'origine du matériau (paille ~ 15%, bois : 20-26%). Sa fonction est le renforcement mécanique, l'hydrophobisation et le soutien des végétaux. Cette macromolécule riche en motifs phénoliques peut être décrite comme résultant de la combinaison de trois unités monomères de type propyl-méthoxy-phénols. Sa masse molaire varie de 5000 g/mol à 10000 g/mol pour les bois durs et atteint 20000 g/mol pour les bois tendres. Lignin is an amorphous macromolecule present in lignocellulosic compounds in variable proportions depending on the origin of the material (straw ~ 15%, wood: 20-26%). Its function is mechanical strengthening, hydrophobization and plant support. This macromolecule rich in phenolic units can be described as resulting from the combination of three monomer units of propyl-methoxy-phenol type. Its molar mass varies from 5000 g / mol to 10000 g / mol for hardwoods and reaches 20000 g / mol for softwoods.
La matière première lignocellulosique peut avantageusement être constituée de bois ou de déchets végétaux. D'autres exemples non limitatifs de matière biomasse lignocellulosique sont les résidus d'exploitation agricole tels que par exemple la paille, les herbes, les tiges, les noyaux, ou les coquilles, les résidus d'exploitation forestière tels que les produits de première éclaircie, les écorces, les sciures, les copeaux, ou les chutes, les produits d'exploitation forestière, les cultures dédiées (taillis à courte rotation), les résidus de l'industrie agro-alimentaire tels que les résidus de l'industrie du coton, du bambou, du sisal, de la banane, du maïs, du panicum virgatum, de l'alfalfa, de la noix de coco, ou de la bagasse, les déchets organiques ménagers, les déchets des installations de transformation du bois et les bois usagés de construction, de la pâte à papier, du papier, recyclé ou non. The lignocellulosic raw material may advantageously consist of wood or vegetable waste. Other non-limiting examples of lignocellulosic biomass material are farm residues such as, for example, straw, grasses, stems, cores, or shells, logging residues such as thinning products , bark, sawdust, chips, or falls, logging products, dedicated crops (short rotation coppice), residues from the agri-food industry such as residues from the cotton industry , bamboo, sisal, banana, maize, panicum virgatum, alfalfa, coconut, or bagasse, household organic waste, waste wood processing facilities and woods used construction, pulp, paper, recycled or not.
La biomasse lignocellulosique peut avantageusement être utilisée sous sa forme brute, c'est-à-dire dans l'intégralité de ces trois constituants cellulose, hémicellulose et lignine. La biomasse brute se présente généralement sous forme de résidus fibreux ou poudre. Elle peut également avantageusement être broyée ou déchiquetée pour permettre son transport. The lignocellulosic biomass can advantageously be used in its raw form, that is to say in all of these three constituents cellulose, hemicellulose and lignin. The raw biomass is generally in the form of fibrous residues or powder. It can also advantageously be milled or shredded to allow its transport.
La charge biomasse lignocellulosique peut avantageusement aussi être utilisée sous sa forme prétraitée, c'est-à-dire sous une forme contenant au moins une partie cellulosique après extraction de la lignine et/ou de l'hémicellulose. La biomasse subit de préférence un prétraitement afin d'augmenter la réactivité et l'accessibilité de la cellulose au sein de la biomasse avant sa transformation. Ces prétraitements sont de nature mécanique, thermochimique, thermo-mécanico-chimique et/ou biochimique et provoquent la décristallinisation de la cellulose, une diminution du degré de polymérisation de la cellulose, la solubilisation de l'hémicellulose et/ou de la lignine et/ou de la cellulose ou l'hydrolyse partielle de l'hémicellulose et/ou de la cellulose suivant le traitement. The lignocellulosic biomass feed may advantageously also be used in its pretreated form, that is to say in a form containing at least one cellulosic part after extraction of lignin and / or hemicellulose. The biomass is preferably pretreated to increase the reactivity and accessibility of the cellulose within the biomass prior to processing. These pretreatments are of a mechanical, thermochemical, thermomechanical-chemical and / or biochemical nature and cause the decystallinization of the cellulose, a decrease in the degree of polymerization of the cellulose, the solubilization of the hemicellulose and / or lignin and / or cellulose or partial hydrolysis of hemicellulose and / or cellulose following the treatment.
Le prétraitement permet de préparer la biomasse lignocellulosique en séparant la partie hydrate de carbone de la lignine et ajustant la taille des particules de biomasse à traiter. La taille des particules de biomasse après le prétraitement est généralement inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 500 microns. Les catalyseurs Pretreatment prepares the lignocellulosic biomass by separating the carbohydrate portion of the lignin and adjusting the size of the biomass particles to be treated. The size of the biomass particles after pretreatment is generally less than 5 mm, preferably less than 500 microns. Catalysts
Conformément à l'invention, ladite charge est mise en contact avec un catalyseur comprenant un ou plusieurs sels de polyoxométallates comprenant du nickel et un métal M étant le tungstène ou le molybdène, répondant à la formule générale (I), en présence d'au moins un solvant, ledit solvant étant de l'eau seule ou en mélange avec au moins un autre solvant, sous atmosphère réductrice, et à une température comprise entre 50°C et 300°C, et à une pression comprise entre 0,5MPa et 20MPa. According to the invention, said filler is brought into contact with a catalyst comprising one or more salts of polyoxometalates comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, corresponding to the general formula (I), in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or mixed with at least one other solvent, under a reducing atmosphere, and at a temperature of between 50 ° C. and 300 ° C., and at a pressure of between 0.5MPa and 20MPa.
Conformément à l'invention, le ou lesdits catalyseur(s) est(sont) choisi(s) parmi les sels de polyoxométallates comprenant du nickel et un métal M étant le tungstène ou le molybdène, répondant à la formule générale (I) According to the invention, said catalyst (s) is (are) chosen from polyoxometallate salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, corresponding to the general formula (I)
NixMyOzHhAaM'mCc. nH20 (I) Ni x M y O z H h A a M ' m C c . nH 2 0 (I)
dans laquelle in which
• Ni est le nickel,  • Ni is nickel,
• M est le tungstène ou le molybdène, de préférence le tungstène,  M is tungsten or molybdenum, preferably tungsten,
• O est l'oxygène,  • O is oxygen,
• H est l'hydrogène,  • H is hydrogen,
• A est choisi parmi le phosphore, le silicium, le bore, le germanium, l'arsenic, de préférence parmi le phosphore et le silicium,  A is chosen from phosphorus, silicon, boron, germanium and arsenic, preferably from phosphorus and silicon,
• M' est un élément métallique autre que le nickel et le tungstène lorsque M est le tungstène et M' est un élément métallique autre que le nickel et le molybdène lorsque M est le molybdène, ledit élément métallique étant choisi de préférence parmi le molybdène, le tungstène, l'aluminium, le zinc, le cobalt, le vanadium, le niobium, le tantale, le fer et le cuivre, C est un cation organique ou inorganique choisi parmi les protons, les ammoniums, les phosphoniums, les alcalins, les alcalino-terreux, les éléments de transition des groupes 3 à 14 de la classification périodique, de préférence C est le nickel, x est compris entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, M 'is a metallic element other than nickel and tungsten when M is tungsten and M' is a metallic element other than nickel and molybdenum when M is molybdenum, said metal element being preferably selected from molybdenum, tungsten, aluminum, zinc, cobalt, vanadium, niobium, tantalum, iron and copper, C is an organic or inorganic cation selected from protons, ammoniums, phosphoniums, alkalis, alkaline earths, transition elements of Groups 3 to 14 of the Periodic Table, preferably C is nickel, x is included between 1 and 20, preferably between 1 and 10,
y est compris entre 4 et 80, de préférence entre 4 et 50,  y is between 4 and 80, preferably between 4 and 50,
a est supérieur ou égal à 0, de préférence égal à 0, 1 ou 2,  a is greater than or equal to 0, preferably equal to 0, 1 or 2,
m est supérieur ou égal à 0,  m is greater than or equal to 0,
z est compris entre 20 et 400, de préférence entre 20 et 200,  z is between 20 and 400, preferably between 20 and 200,
h est compris entre 0 et 20, de préférence entre 0 et 10,  h is 0 to 20, preferably 0 to 10,
· n est compris entre 0 et 200, de préférence entre 0 et 100,  N is between 0 and 200, preferably between 0 and 100,
c est supérieur ou égal à 0,  c is greater than or equal to 0,
c, a, m, h, x, y, z et n sont des nombres entiers ou décimaux lorsque la stœchiométrie et la neutralité du sel l'imposent.  c, a, m, h, x, y, z and n are integers or decimals when stoichiometry and salt neutrality dictate.
Ni peut avantageusement être en position de substitution du métal M étant le tungstène ou le molybdène ou en position de cation C. Ni may advantageously be in the substitution position of the metal M being tungsten or molybdenum or cation C position.
Avantageusement, ledit ou lesdits sels de polyoxométallates contenant du nickel et un métal M étant le tungstène ou le molybdène, sont choisis parmi les sels de polyoxométallates non lacunaires, lacunaires et substitués comprenant du nickel et un métal M étant le tungstène ou le molybdène, de structures Keggin, Dawson, Anderson, Strandberg, Preyssler, Allman- Waugh, Weakley-Yamase et Dexter-Silverton. Advantageously, said nickel-containing polyoxometalate salt (s) and a metal M being tungsten or molybdenum are chosen from non-lacunated, lacunary and substituted polyoxometalate salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, from Keggin, Dawson, Anderson, Strandberg, Preyssler, Allman-Waugh, Weakley-Yamase and Dexter-Silverton structures.
De préférence, ledit ou lesdits sels de polyoxométallates utilisés selon l'invention sont choisis parmi les sels de polyoxométallates suivants :
Figure imgf000009_0001
Preferably, said at least one polyoxometalate salt used according to the invention is chosen from the following polyoxometalate salts:
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0002
Figure imgf000009_0002
Ni3,5PW1204o.nH20, Ni4SiW11039.nH20, Ni3PW11 Ni04oH.nH20, Νϊ2Μθ7θ23.ηΗ20, Ni2SiMo1204o.nH20,
Figure imgf000009_0003
Ni 3.5 PW 12 04o.nH 2 0, Ni 4 SiW 11 0 39 .nH 2 0, Ni 3 PW 11 Ni0 4 oH.nH 2 0, Νϊ 2 Μθ7θ23.ηΗ 2 0, Ni 2 SiMo 12 04o.nH 2 0,
Figure imgf000009_0003
Νί2,5ΡΜθΐ 2θ4ο.ηΗ20, Νί3,5ΡΜθι2θ4ο.ηΗ20, Ni4SiMoii039.nH20, Νί3ΡΜθι ι Νίθ4οΗ.ηΗ20, Ni2Moio038H4Ni4, NiMo6024H6Ni2. Νί 2.5 ΡΜθ ΐ 2 θ4ο.ηΗ 2 0, Νί 3.5 ΡΜθι 2 θ4ο.ηΗ 2 0, Ni 4 SiMoii0 39 .nH 2 0, Νί 3 ΡΜθι ι ιθ4οΗ.ηΗ 2 0, Ni 2 Moio0 38 H 4 Ni 4 , NiMo 6 0 24 H 6 Ni 2 .
Dans le cas où plusieurs catalyseurs choisis parmi les sels de polyoxométallates comprenant du nickel et un métal M étant le tungstène ou le molybdène sont utilisés dans le procédé selon l'invention, lesdits catalyseurs peuvent être identiques ou différents. Dans un mode de réalisation préféré, un seul catalyseur choisi parmi les sels de polyoxométallates est utilisé dans le procédé selon l'invention. In the case where several catalysts chosen from polyoxometalate salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum are used in the process according to the invention, said catalysts may be identical or different. In a preferred embodiment, a single catalyst selected from polyoxometalate salts is used in the process according to the invention.
Le métal M étant le molybdène ou le tungstène sont avantageusement au degré d'oxydation (V) ou (VI) dans lesdits sels de polyoxométallates. Lorsque au moins un atome de molybdène ou de tungstène dudit polyoxométallate est au degré d'oxydation (V), alors ledit polyoxométallate est dit partiellement réduit. Lesdits polyoxométallates partiellement réduits sont décrits dans le brevet FR 2.749.778. The metal M being molybdenum or tungsten are advantageously at the oxidation state (V) or (VI) in said polyoxometalate salts. When at least one molybdenum or tungsten atom of said polyoxometalate is at the oxidation state (V), then said polyoxometalate is said to be partially reduced. Said partially reduced polyoxometalates are described in FR 2,749,778.
Les sels de polyoxométallates tels que décrits dans l'invention sont préparés par toute méthode connue de l'Homme de l'art, notamment les méthodes décrites dans les demandes de brevet US 2.547.380, FR 2.749.778, FR 2.764.21 1 et FR 2.843.050. Ils sont caractérisés en solution ou sous forme cristalline par exemple par RMN, polarographie, spectroscopies UV, Raman et infrarouge, diffraction des rayons X. The polyoxometalate salts as described in the invention are prepared by any method known to those skilled in the art, in particular the methods described in patent applications US 2,547,380, FR 2,749,778 and FR 2,764,21. and FR 2.843.050. They are characterized in solution or in crystalline form, for example by NMR, polarography, UV, Raman and infrared spectroscopies, X-ray diffraction.
Procédé de transformation Process of transformation
Conformément à l'invention, le procédé de transformation de la charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, est mis en œuvre dans une enceinte réactionnelle en présence d'au moins un solvant, ledit solvant étant de l'eau seule ou en mélange avec au moins un autre solvant, sous atmosphère réductrice, et à une température comprise entre 50°C et 300°C, et à une pression comprise entre 0,5MPa et 20MPa. Le procédé est donc mis en œuvre dans une enceinte réactionnelle comprenant au moins un solvant et dans laquelle ladite charge est mise en présence du catalyseur selon l'invention. According to the invention, the process for transforming the feed selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, is carried out in a reaction vessel in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or in admixture with at least one other solvent, under a reducing atmosphere, and at a temperature between 50 ° C and 300 ° C, and at a pressure of between 0.5MPa and 20MPa. The process is therefore carried out in a reaction vessel comprising at least one solvent and wherein said feedstock is placed in the presence of the catalyst according to the invention.
Conformément à l'invention, le procédé selon l'invention opère en présence d'au moins un solvant, ledit solvant étant de l'eau seule ou en mélange avec au moins un autre solvant. Dans le cas où ledit procédé selon l'invention opère en présence d'eau en mélange avec au moins un autre solvant, le mélange de solvants comprend une teneur massique en eau supérieure à 5% poids et de manière préférée supérieure à 30% poids et de manière très préférée supérieure à 40% poids par rapport à la masse totale dudit mélange. Dans le cas où ledit solvant est de l'eau en mélange avec au moins un autre solvant, ledit autre solvant est de préférence choisi parmi les alcools et les glycols. According to the invention, the process according to the invention operates in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or mixed with at least one other solvent. In the case where said method according to the invention operates in the presence of water mixed with at least one other solvent, the solvent mixture comprises a mass content of water greater than 5% by weight and preferably greater than 30% by weight and very preferably greater than 40% by weight relative to the total mass of said mixture. In the case where said solvent is water mixed with at least one other solvent, said other solvent is preferably chosen from alcohols and glycols.
Les alcools sont avantageusement choisis parmi le méthanol, l'éthanol, le propan-1 -ol et l'isopropanol et de préférence l'éthanol. Les glycols sont avantageusement choisis parmi l'éthylène glycol, le propylène glycol, le 1 ,2- butanediol et le 1 ,4-butanediol et de préférence l'éthylène glycol. The alcohols are advantageously chosen from methanol, ethanol, propan-1-ol and isopropanol and preferably ethanol. The glycols are advantageously chosen from ethylene glycol, propylene glycol, 1,2-butanediol and 1,4-butanediol and preferably ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé selon l'invention opère en présence d'un mélange contenant entre 20 et 70% poids d'eau et entre 30 et 80% poids d'alcool. According to a preferred embodiment, the process according to the invention operates in the presence of a mixture containing between 20 and 70% by weight of water and between 30 and 80% by weight of alcohol.
Selon un autre mode de réalisation préféré, le procédé selon l'invention opère en présence d'un mélange contenant entre 20 et 70% poids d'eau et entre 30 et 80% poids de glycol. According to another preferred embodiment, the process according to the invention operates in the presence of a mixture containing between 20 and 70% by weight of water and between 30 and 80% by weight of glycol.
Conformément à l'invention, le procédé de transformation de ladite charge est réalisé sous atmosphère réductrice, de préférence sous atmosphère d'hydrogène. L'hydrogène peut être utilisé pur ou en mélange. According to the invention, the process for converting said charge is carried out under a reducing atmosphere, preferably under a hydrogen atmosphere. Hydrogen can be used pure or as a mixture.
De préférence, ledit procédé selon l'invention opère à une température comprise entre 80°C et 250°C, et à une pression comprise entre 2MPa et 20MPa. Preferably, said method according to the invention operates at a temperature between 80 ° C and 250 ° C, and at a pressure between 2MPa and 20MPa.
Généralement le procédé peut être opéré selon différents modes de réalisation. Ainsi, le procédé peut avantageusement être mise en œuvre en discontinu ou en continu. On peut opérer dans une enceinte réactionnelle fermée ou en réacteur semi-ouvert. Generally the method can be operated according to different embodiments. Thus, the process can advantageously be carried out batchwise or continuously. It can be carried out in a closed reaction chamber or in a semi-open reactor.
Le catalyseur comprenant un ou plusieurs sels de de polyoxométallates selon l'invention est avantageusement introduit dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur(s) compris entre 1 et 1000, de préférence entre 1 et 500, de préférence entre 1 et 100, de préférence entre 1 et 50 et encore préférentiellement entre 1 et 25. The catalyst comprising one or more salts of polyoxometalates according to the invention is advantageously introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio filler / catalyst (s) of between 1 and 1000, preferably between 1 and 500, preferably between 1 and 100, preferably between 1 and 50 and even more preferably between 1 and 25.
La charge est introduite dans le procédé à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique solvant/charge compris entre 1 et 1000, de préférence entre 1 et 500 et encore préférentiellement entre 5 et 100. The feedstock is introduced into the process in an amount corresponding to a mass ratio solvent / feed of between 1 and 1000, preferably between 1 and 500 and more preferably between 5 and 100.
Si on choisit un procédé en continu, la vitesse massique horaire (débit de charge massique/masse de catalyseur(s)) est entre 0,01 et 5 h"1 , de préférence entre 0,02 et 2 h"1. Si on choisit un procédé en batch, la durée de réaction est comprise entre 10 minutes et 48 heures, de préférence entre 10 minutes et 24 heures. If a continuous process is chosen, the hourly mass velocity (mass feed rate / mass of catalyst (s)) is between 0.01 and 5 h -1 , preferably between 0.02 and 2 h -1 . If a batch process is chosen, the reaction time is between 10 minutes and 48 hours, preferably between 10 minutes and 24 hours.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit catalyseur comprenant un ou plusieurs sels de polyoxométallates selon l'invention subit une étape de traitement thermique réducteur, de préférence avant son utilisation dans le procédé selon l'invention. According to a preferred embodiment, said catalyst comprising one or more polyoxometalate salts according to the invention undergoes a reducing heat treatment step, preferably before its use in the process according to the invention.
Ledit traitement thermique réducteur peut avantageusement être réalisé ex-situ ou in-situ. De préférence, il est réalisé in-situ. De manière très préférée, ledit traitement thermique réducteur peut être réalisé avant l'introduction de la charge ou en présence de la charge et de manière très préférée, avant l'introduction de la charge dans l'enceinte réactionnelle. Ledit traitement thermique réducteur peut avantageusement être réalisé sous atmosphère réductrice et/ou en présence d'un agent réducteur chimique. Said reducing heat treatment may advantageously be carried out ex situ or in situ. Preferably, it is carried out in situ. In a very preferred manner, said reducing heat treatment can be carried out before introducing the feedstock or in the presence of the feedstock and very preferably before introducing the feedstock into the reaction vessel. Said reducing heat treatment may advantageously be carried out under a reducing atmosphere and / or in the presence of a chemical reducing agent.
Dans le cas où le traitement thermique réducteur est réalisé sous atmosphère réductrice, la température de réduction est comprise entre 50°C et 500°C, de préférence entre 150°C et 300°C et à une pression comprise entre 0,5MPa et 20MPa, de préférence entre 2MPa et 20MPa et pendant une durée de 30 minutes à 48 heures, de préférence de 1 heure à 24 heures. Le traitement thermique réducteur est de préférence réalisée sous atmosphère d'hydrogène. In the case where the reducing heat treatment is carried out under a reducing atmosphere, the reduction temperature is between 50 ° C. and 500 ° C., preferably between 150 ° C. and 300 ° C. and at a pressure of between 0.5 MPa and 20 MPa. preferably between 2MPa and 20MPa and for a period of 30 minutes to 48 hours, preferably 1 hour to 24 hours. The reducing heat treatment is preferably carried out under a hydrogen atmosphere.
Dans le cas où le traitement thermique réducteur est réalisé en présence d'un agent réducteur chimique, l'agent réducteur chimique est choisi parmi toutes les espèces réductrices connues de l'Homme du métier. In the case where the reducing heat treatment is carried out in the presence of a chemical reducing agent, the chemical reducing agent is chosen from all reducing species known to those skilled in the art.
De préférence, l'agent réducteur chimique est choisi parmi la famille des composés sources d'hydrure, stabilisés ou non, et la famille des composés organiques azotés. Preferably, the chemical reducing agent is chosen from the family of hydride source compounds, stabilized or not, and the family of nitrogenous organic compounds.
Dans le cas où l'agent réducteur chimique est choisi parmi la famille des composés sources d'hydrure, stabilisés ou non, ledit agent réducteur est avantageusement choisi parmi l'hydrure de sodium NaH, l'hydrure de potassium KH, l'hydrure de lithium LiH, l'hydrure de magnésium MgH2, l'hydrure de calcium CaH2, l'hydrure de titane TiH2, l'hydrure de cuivre CuH2, l'hydrure de zirconium ZrH2, le borohydrure de sodium NaBH4, le borohydrure de lithium LiBH4, le borohydrure de potassium KBH4, le cyanoborohydrure de sodium NaBH3CN, le triacétylborohydrure de sodium NaBH(OAc)3, le triéthylborohydrure de sodium NaBH(Et)3, le triéthylborohydrure de lithium LiBH(Et)3, le tri-secbutylborohydrure de sodium NaBH[CH(CH3)C2H5]3, le tri-secbutylborohydrure de potassium KBH[CH(CH3)C2H5]3, le tri- secbutylborohydrure de lithium LiBH[CH(CH3)C2H5]3, le S-isopinocamphéyl-9- borabicyclo[3.3.1 ]nonylborohydrure de lithium (R ou S), le bicyclo[3.3.1 ]-9-borohydrure de lithium, le diméthylaminoborohydrure de lithium LiBH3N(CH3)2, le pyrrolidinoborohydrure de lithium LiBH3NC4H8, le morpholinoborohydrure de lithium LiBH3NOC4H8, l'aluminohydrure de sodium NaAIH4, l'aluminohydrure de lithium LiAIH4, l'aluminohexahydrure de lithium Li3AIH6, le tri-tertbutoxyaluminohydrure de lithium LiAIH[OC(CH3)3]3, l'hydrure de diisobutylaluminium AIH[(CH3)2CHCH2]2, le bis(2-méthoxyéthoxy)aluminohydrure de sodium NaAIH2(OCH2CH2OCH3)2, le tris(3-éthyl-3-pentyloxy)aluminohydrure de lithium LiAIH[OC(C2H5)3]3, l'hydrure de tributylétain SnH[CH3(CH2)3]3, l'hydrure de trihexylétain SnH(C6H1 1)3, l'hydrure de triphénylétain SnH(C6H5)3, l'hydrure de Tris[2- (perfluorohexyl)éthyl]étain, l'hydrure de triéthylgermanium GeH(C2H5)3, l'hydrure de tributylgermanium GeH(C3H7)3, l'hydrure de triphénylgermanium GeH(C6H5)3, le triéthylsilane SiH(C2H5)3, le tris(triméthylsilyl)silane SiH[(CH3)3Si]3, le cholorométhyl(diméthyl)silane SiHCICH2(CH3)2, le tris(triméthylsiloxy)silane SiH[(CH3)3SiO]3. In the case where the chemical reducing agent is chosen from the family of hydride source compounds, stabilized or not, said reducing agent is advantageously chosen from sodium hydride NaH, potassium hydride KH, hydride of lithium LiH, MgH 2 magnesium hydride, CaH 2 calcium hydride, TiH 2 titanium hydride, CuH 2 copper hydride, ZrH 2 zirconium hydride, NaBH 4 sodium borohydride, lithium borohydride LiBH 4 , potassium borohydride KBH 4 , sodium cyanoborohydride NaBH 3 CN, sodium triacetylborohydride NaBH (OAc) 3 , sodium triethylborohydride NaBH (Et) 3 , lithium triethylborohydride LiBH (Et) 3 , sodium tributylborohydride NaBH [CH (CH 3 ) C 2 H 5 ] 3, potassium tri-secbutylborohydride KBH [CH (CH 3 ) C 2 H 5 ] 3 , lithium tri-butylborohydride LiBH [CH (CH 3 ) C 2 H 5 ] 3 Lithium (R or S) S-isopinocamphé-9-borabicyclo [3.3.1] nonylborohydride, lithium bicyclo [3.3.1] -9-borohydride, lithium dimethylaminoborohydride LiBH 3 N (CH 3 ) 2 , lithium pyrrolidinoborohydride LiBH 3 NC 4 H 8 , lithium morpholinoborohydride LiBH 3 NOC 4 H 8 , sodium aluminohydride NaAlH 4 , lithium aluminum hydride LiAlH 4 , lithium aluminohexahydride Li 3 AlH 6 , sorting Lithium tert-butoxyaluminohydride LiAlH [OC (CH 3 ) 3 ] 3 , diisobutylaluminum hydride AIH [(CH 3 ) 2 CHCH 2 ] 2 , sodium bis (2-methoxyethoxy) aluminohydride NaAIH 2 (OCH 2 CH 2 OCH) 3 ) 2 , lithium tris (3-ethyl-3-pentyloxy) aluminohydride LiAlH [OC (C 2 H 5 ) 3 ] 3 , tributyltin hydride SnH [CH 3 (CH 2 ) 3 ] 3 , trihexyltin hydride SnH (C 6 H 11 ) 3 , triphenyltin hydride SnH (C 6 H 5 ) 3 , Tris [2- (perfluorohexyl) ethyl] tin hydride, triethylgermanium hydride GeH (C 2 H 5 ) 3 , tributylgermanium hydride GeH (C 3 H 7 ) 3 , hydride triphenylgermanium GeH (C 6 H 5 ) 3 , triethylsilane SiH (C 2 H 5 ) 3 , tris (trimethylsilyl) silane SiH [(CH 3 ) 3 Si] 3 , choloromethyl (dimethyl) silane SiHCICH 2 (CH 3 ) 2 , tris (trimethylsiloxy) silane SiH [(CH 3 ) 3 SiO] 3 .
De manière très préférée, l'agent réducteur chimique est choisi parmi NaBH4, LiAIH4 et NaBH3CN. Most preferably, the chemical reducing agent is selected from NaBH 4 , LiAlH 4 and NaBH 3 CN.
Dans le cas où l'agent réducteur chimique est choisi parmi la famille des composés organiques azotés, ledit agent réducteur est avantageusement choisi parmi l'hydrazine, la diéthylhydroxylamine, l'hydroxylamine, et l'hydroquinone. In the case where the chemical reducing agent is chosen from the family of nitrogenous organic compounds, said reducing agent is advantageously chosen from hydrazine, diethylhydroxylamine, hydroxylamine, and hydroquinone.
L'agent réducteur chimique est de préférence dilué dans un solvant dit solvant de réduction chimique, identique ou différent du solvant de réaction. De préférence, le solvant de réduction chimique est le solvant de réaction. The chemical reducing agent is preferably diluted in a so-called chemical reduction solvent, the same or different from the reaction solvent. Preferably, the chemical reduction solvent is the reaction solvent.
Le ou lesdits agent(s) réducteur(s) sont avantageusement introduits dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique catalyseur(s)/agent(s) réducteur(s) compris entre 1 ,5 et 1000, de préférence entre 5 et 1 000, et de manière préférée entre 10 et 500. The at least one reducing agent (s) is advantageously introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio catalyst (s) / reducing agent (s) of between 1.5 and 1000. preferably between 5 and 1000, and preferably between 10 and 500.
Dans le cas où le traitement thermique réducteur est réalisé en présence d'un agent réducteur chimique, la température de réduction est comprise entre 1 0°C et 300°C, de préférence entre 20°C et 250°C et à une pression comprise entre 0, 1 MPa et 20MPa, de préférence entre 0, 1 MPa et 10MPa et pendant une durée de 10 minutes à 48 heures, de préférence de 1 heure à 40 heures. Dans le cas où le traitement thermique réducteur est réalisé en présence d'un agent réducteur chimique, l'atmosphère est de préférence neutre, par exemple sous diazote, argon ou hélium. In the case where the reducing heat treatment is carried out in the presence of a chemical reducing agent, the reduction temperature is between 10 ° C. and 300 ° C., preferably between 20 ° C. and 250 ° C. and at a pressure comprised between between 0.1 MPa and 20 MPa, preferably between 0.1 MPa and 10 MPa and for a period of 10 minutes to 48 hours, preferably from 1 hour to 40 hours. In the case where the reducing heat treatment is carried out in the presence of a chemical reducing agent, the atmosphere is preferably neutral, for example under dinitrogen, argon or helium.
Les produits obtenus et leur mode d'analyse Les produits de la réaction du procédé de transformation selon l'invention sont des composés mono- ou polyoxygénés. Lesdits composés mono- ou polyoxygénés sont solubles dans l'eau. The products obtained and their mode of analysis The products of the reaction of the transformation process according to the invention are mono- or polyoxygenated compounds. Said mono- or polyoxygenated compounds are soluble in water.
Lesdits composés mono- ou polyoxygénés sont avantageusement constitués de monosaccharides et de leurs dérivés, d'oligosaccharides, et également de polymères solubles avantageusement formés par combinaisons successives des dérivés des monosaccharides. Said mono- or polyoxygenated compounds are advantageously constituted by monosaccharides and their derivatives, oligosaccharides, and also soluble polymers advantageously formed by successive combinations of the monosaccharide derivatives.
Par monosaccharide, on désigne un hydrate de carbone ayant pour composition CnH2nOn où n est supérieur à 2, obtenu par hydrolyse partielle ou totale de la cellulose, ou de l'hémicellulose, ou de l'amidon. Les monosaccharides sont des sucres simples qui sont produits par dépolymérisation de la cellulose et/ou hémicellulose, tels que en particulier, le glucose, le galactose, le mannose, le xylose, le fructose, etc. By monosaccharide is meant a carbohydrate composition C n H 2 nOn where n is greater than 2, obtained by partial or total hydrolysis of cellulose, or hemicellulose, or starch. Monosaccharides are simple sugars that are produced by depolymerization of cellulose and / or hemicellulose, such as, in particular, glucose, galactose, mannose, xylose, fructose, etc.
Par dérivés des monosaccharides et des oligosaccharides, on désigne les produits pouvant être obtenus par exemple par déshydratation, isomérisation, réduction ou oxydation : Derivatives of monosaccharides and oligosaccharides are products which can be obtained for example by dehydration, isomerization, reduction or oxidation:
- des sucres alcools, des alcools et des polyols : en particulier le cellobitol, le sorbitol, l'anhydrosorbitol, les hexanetétrols, les hexanetriols, les hexanediols, le xylitol, les pentanetétrols, les pentanetriols, les pentanediols, l'érythritol, les butanetriols, les butanediols, le glycérol, le 1 ,3-propanediol, le propylène glycol, l'éthylène glycol, les hexanols, les pentanols, les butanols, les propanols, l'éthanol...  - Alcoholic sugars, alcohols and polyols: in particular cellobitol, sorbitol, anhydrosorbitol, hexanetetrol, hexanetriols, hexanediols, xylitol, pentanetetrolols, pentanetriols, pentanediols, erythritol, butanetriols , butanediols, glycerol, 1,3-propanediol, propylene glycol, ethylene glycol, hexanols, pentanols, butanols, propanols, ethanol, etc.
- des monocétones, des polycétones : l'hydroxyacétone, la 2,5-hexanedione...  monocetones, polyketones: hydroxyacetone, 2,5-hexanedione ...
- des acides carboxyliques et leurs esters, des lactones : l'acide formique, les formiates d'alkyles, l'acide acétique, les acétates d'alkyles, l'acide hexanoïque, les hexanoates d'alkyles, l'acide lévulinique, les lévulinates d'alkyles, l'acide lactique, les lactates d'alkyles, l'acide glutarique, les glutarates d'alkyles, l'acide 3- hydroxypropanoïque, la 3-hydroxybutyrolactone, la γ-butyrolactone, la γ-valérolactone - des éthers cycliques : par exemple le tétrahydrofurane (THF), le 3- méthyltétrahydrofurane (Me-THF) et ses isomères de position, le 2,4- diméthyltétrahydrofurane et ses isomères de position, le tétrahydropyrane-2- méthanol et ses isomères de position. carboxylic acids and their esters, lactones: formic acid, alkyl formates, acetic acid, alkyl acetates, hexanoic acid, alkyl hexanoates, levulinic acid, alkyl levulinates, lactic acid, alkyl lactates, glutaric acid, alkyl glutarates, 3-hydroxypropanoic acid, 3-hydroxybutyrolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone cyclic ethers: for example tetrahydrofuran (THF), 3-methyltetrahydrofuran (Me-THF) and its positional isomers, 2,4-dimethyltetrahydrofuran and its positional isomers, tetrahydropyran-2-methanol and its isomers of position.
- des furanes : l'acide furane-2,5-dicarboxylique, le 5-(hydroxyméthyl)furfural, le furfural...  furans: furan-2,5-dicarboxylic acid, 5- (hydroxymethyl) furfural acid, furfural ...
Par polymères solubles, on désigne tous les produits issus de la condensation entre les monosaccharides, les oligosaccharides et/ou les dérivés des monosaccharides. Soluble polymers are all products resulting from the condensation between monosaccharides, oligosaccharides and / or monosaccharide derivatives.
EXEMPLES Les exemples suivants illustrent la présente invention sans toutefois en limiter la portée. EXAMPLES The following examples illustrate the present invention without, however, limiting its scope.
Dans les exemples ci-dessous, les acides phosphotungstique et silicotungstique, le métatungstate d'ammonium, l'acide oxalique, l'hydroxyde de baryum, le sulfate de nickel, le borohydrure de sodium sont des produits commerciaux et utilisés sans purification supplémentaire. A l'issue de la réaction, le milieu réactionnel est prélevé et centrifugé. Le liquide réactionnel est ensuite analysé par chromatographie phase gaz et chromatographie liquide sous haute pression (HPLC) en utilisant la réfractométrie pour déterminer la teneur en produits de conversion de la solution aqueuse.
Figure imgf000015_0001
On ajoute de l'acide oxalique solide à une solution de métatungstate d'ammonium (NH4)6H2W1204o à 0,05 M. L'oxalate d'ammonium précipite et est éliminé du milieu réactionnel par filtration. Une quantité stoechiométrique d'hydroxyde de baryum est ajoutée au filtrat. Le sel de baryum du polyoxométallate Ba3H2W1204o précipite et est filtré. Ce sel est remis en suspension en solution aqueuse et trois équivalents de sulfate de nickel sont ajoutés. Le sel de nickel du polyoxométallate Ni3H2W1204o passe en solution et le sulfate de baryum précipite. Exemple 2 : Préparation du catalyseur sel de polvoxométallate lacunaire de structure Keqqin N SiWnOaQ. nHpO (C2)
In the examples below, phosphotungstic and silicotungstic acids, ammonium metatungstate, oxalic acid, barium hydroxide, nickel sulfate, sodium borohydride are commercial products and used without further purification. At the end of the reaction, the reaction medium is removed and centrifuged. The reaction liquid is then analyzed by gas phase chromatography and high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.
Figure imgf000015_0001
Solid oxalic acid is added to a solution of 0.05 M ammonium metatungstate (NH 4) 6 H 2 W 12 0 4 0. The ammonium oxalate precipitates and is removed from the reaction medium by filtration. A stoichiometric amount of barium hydroxide is added to the filtrate. The barium salt of polyoxometalate Ba 3 H 2 W 12 O 4 o precipitates and is filtered. This salt is resuspended in aqueous solution and three equivalents of nickel sulfate are added. The nickel salt of the polyoxometalate Ni 3 H 2 W 12 0 4 o goes into solution and the barium sulfate precipitates. Example 2 Preparation of the Lacunar Polvoxometallate Salt Catalyst of Keqqin N SiWnOaQ Structure nHpO (C2)
Dans un bêcher, Ba(OH)2 solide (1 ,1 g, 5,81 mmol) est ajouté à une solution aqueuse d'acide silicotungstique hydraté H4SiW1204o.31 H20 à 0,1 M (15 ml_, 5 g, 1 ,45 mmol) à température ambiante. La solution devient blanchâtre avec la dissolution de Ba(OH)2. NiS04 solide (1 ,52 g, 5,81 mmol) est ensuite additionné. Le mélange réactionnel est agité pendant 3 heures à température ambiante avant de laisser reposer pendant 2 heures. Le précipité blanc est ensuite filtré pour obtenir un filtrat vert pomme limpide. Après évaporation de l'eau à l'air, un solide vert est obtenu (3,80 g, 76 %). Exemple 3 : Préparation du catalyseur sel de polvoxométallate substitué de structure Keqqin NiaPWnNiainH.n H?0 (C3) In a beaker, solid Ba (OH) 2 (1.1 g, 5.81 mmol) is added to a 0.1 M aqueous solution of hydrated silicotungstic acid H 4 SiW 12 04o.31 H 2 O (15 ml). , 5 g, 1.45 mmol) at room temperature. The solution becomes whitish with the dissolution of Ba (OH) 2 . Solid NiSO 4 (1.25 g, 5.81 mmol) is then added. The reaction mixture is stirred for 3 hours at room temperature before standing for 2 hours. The white precipitate is then filtered to obtain a clear green apple filtrate. After evaporation of the water in air, a green solid is obtained (3.80 g, 76%). Example 3: Preparation of salt catalyst polvoxométallate substituted structure Keqqin NiaPWnNiainH.n H? 0 (C3)
Dans un bêcher, Ba(OH)2 solide (1 g, 5,25 mmol) est ajouté à une solution aqueuse d'acide phosphotungstique hydraté H3PW1204o.24 H20 à 0,1 mol/L (15 mL, 5 g, 1 ,5 mmol) à température ambiante. La solution devient blanchâtre avec la dissolution de Ba(OH)2. NiS04 solide (1 ,577 g, 6 mmol) est ensuite additionné. Le mélange réactionnel est agité pendant 3 heures à température ambiante avant de laisser reposer pendant 2 heures. Le précipité blanc est ensuite filtré pour obtenir un filtrat vert pomme limpide. Après évaporation de l'eau à l'air, un solide vert est obtenu (4,02 g, 78 %). In a beaker, solid Ba (OH) 2 (1 g, 5.25 mmol) is added to an aqueous solution of phosphotungstic acid hydrate H 3 PW 12 0 4 o.24 H 2 O at 0.1 mol / L ( 15 mL, 5 g, 1.5 mmol) at room temperature. The solution becomes whitish with the dissolution of Ba (OH) 2 . Solid NiSO 4 (1. 577 g, 6 mmol) is then added. The reaction mixture is stirred for 3 hours at room temperature before standing for 2 hours. The white precipitate is then filtered to obtain a clear green apple filtrate. After evaporation of the water in air, a green solid is obtained (4.02 g, 78%).
Exemple 4 : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le catalyseur C1 L'exemple 4 concerne la conversion de la cellulose à partir du catalyseur C1 dont la préparation est décrite dans l'exemple 1 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Example 4 Transformation of the Cellulose Using the Catalyst C1 Example 4 relates to the conversion of the cellulose from the catalyst C1 whose preparation is described in Example 1 for the production of mono- and polyoxygenated products.
Dans un autoclave de 100 mL, le catalyseur C1 (0,2 g) est solubilisé dans 25 mL d'eau préalablement dégazée. Le borohydrure de sodium NaBH4 (9,6 mg) est ensuite additionné et le milieu réactionnel est ensuite agité pendant 16 heures sous 5 bar d'azote à 25°C. In a 100 ml autoclave, the catalyst C1 (0.2 g) is solubilized in 25 ml of previously degassed water. The sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
Le rapport massique catalyseur / agent réducteur est de 21 . The weight ratio catalyst / reducing agent is 21.
Après retour à pression atmosphérique, la cellulose (0,65 g) est directement introduite. Le rapport massique solvant / charge est de 40. Le rapport massique charge / catalyseur est de 3,25. Une pression de 2,5MPa d'hydrogène est appliquée et l'autoclave est chauffé à 230°C. Après 6 heures de réaction, le milieu réactionnel est refroidi et est analysé par chromatographie phase gaz (GC). Les produits majoritaires sont l'éthylène glycol et le propylène glycol à hauteur de 1 ,8 et 0,9 g/L respectivement. Aucune formation d'humines n'est détectée et la cellulose non convertie est éliminée par filtration. Exemple 5 : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le catalyseur C1 After returning to atmospheric pressure, the cellulose (0.65 g) is directly introduced. The weight ratio solvent / filler is 40. The mass ratio filler / catalyst is 3.25. A pressure of 2.5MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated at 230 ° C. After 6 hours of reaction , the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC). The majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 1, 8 and 0.9 g / L respectively. No formation of humins is detected and the unconverted cellulose is removed by filtration. Example 5 Transformation of the Cellulose Using the Catalyst C1
L'exemple 5 concerne la conversion de la cellulose à partir du catalyseur C1 dont la préparation est décrite dans l'exemple 1 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Example 5 relates to the conversion of cellulose from catalyst C1 whose preparation is described in Example 1 for the production of mono- and polyoxygenated products.
Dans un autoclave de 100 mL, le catalyseur C1 (0,2 g) est solubilisé dans 25 mL d'un mélange 50/50 poids d'eau et d'éthanol préalablement dégazé. Le borohydrure de sodium NaBH4 (9,6 mg) est ensuite additionné et le milieu réactionnel est ensuite agité pendant 16 heures sous 5 bar d'azote à 25°C. In a 100 ml autoclave, the catalyst C1 (0.2 g) is solubilized in 25 ml of a mixture of 50/50 weight of water and ethanol degassed beforehand. The sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
Le rapport massique catalyseur / agent réducteur est de 21 . The weight ratio catalyst / reducing agent is 21.
Après retour à pression atmosphérique, la cellulose (0,65 g) est directement introduite. Une pression de 2,5MPa d'hydrogène est appliquée et l'autoclave est chauffé à 230°C. Le rapport massique solvant / charge est de 40. Le rapport massique charge / catalyseur est de 3,25. Après 6 heures de réaction, le milieu réactionnel est refroidi et est analysé par chromatographie phase gaz (GC). Les produits majoritaires sont l'éthylène glycol et le propylène glycol à hauteur de 2,1 et 0,4 g/L respectivement. Aucune formation d'humines n'est détectée et la cellulose non convertie est éliminée par filtration. After returning to atmospheric pressure, the cellulose (0.65 g) is directly introduced. A pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C. The weight ratio solvent / filler is 40. The mass ratio filler / catalyst is 3.25. After 6 hours of reaction , the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC). The majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 2.1 and 0.4 g / L respectively. No formation of humins is detected and the unconverted cellulose is removed by filtration.
Exemple 6 : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le catalyseur C2 Example 6 Transformation of the Cellulose Using the Catalyst C2
L'exemple 6 concerne la conversion de la cellulose à partir du catalyseur C2 dont la préparation est décrite dans l'exemple 2 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Dans un autoclave de 100 mL, le catalyseur C2 (0,2 g) est solubilisé dans 25 mL d'eau préalablement dégazée. Le borohydrure de sodium NaBH4 (9,6 mg) est ensuite additionné et le milieu réactionnel est ensuite agité pendant 16 heures sous 5 bar d'azote à 25°C. Example 6 relates to the conversion of cellulose from catalyst C2 whose preparation is described in Example 2 for the production of mono- and polyoxygenated products. In a 100 mL autoclave, the catalyst C2 (0.2 g) is solubilized in 25 mL of previously degassed water. The sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
Le rapport massique catalyseur / agent réducteur est de 21 . Après retour à pression atmosphérique, la cellulose (0,65 g) est directement introduite. Une pression de 2,5MPa d'hydrogène est appliquée et l'autoclave est chauffé à 230°C. Le rapport massique solvant / charge est de 40. Le rapport massique charge / catalyseur est de 3,25. Après 6 heures de réaction, le milieu réactionnel est refroidi et est analysé par chromatographie phase gaz (GC). Les produits majoritaires sont l'éthylène glycol et le propylène glycol à hauteur de 2,4 et 1 ,3 g/L respectivement. Aucune formation d'humines n'est détectée et la cellulose non convertie est éliminée par filtration. The weight ratio catalyst / reducing agent is 21. After returning to atmospheric pressure, the cellulose (0.65 g) is directly introduced. A pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C. The weight ratio solvent / filler is 40. The mass ratio filler / catalyst is 3.25. After 6 hours of reaction , the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC). The majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 2.4 and 1.3 g / l respectively. No formation of humins is detected and the unconverted cellulose is removed by filtration.
Exemple 7 : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le catalyseur C2 Example 7 Transformation of the Cellulose Using the Catalyst C2
L'exemple 7 concerne la conversion de la cellulose à partir du catalyseur C2 dont la préparation est décrite dans l'exemple 2 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Example 7 relates to the conversion of cellulose from catalyst C2 whose preparation is described in Example 2 for the production of mono- and polyoxygenated products.
Dans un autoclave de 100 mL, le catalyseur C2 (0,2 g) est solubilisé dans 25 mL d'un mélange 50/50 poids d'eau et d'éthanol préalablement dégazé. Le borohydrure de sodium NaBH4 (9,6 mg) est ensuite additionné et le milieu réactionnel est ensuite agité pendant 16 heures sous 5 bar d'azote à 25°C. In a 100 mL autoclave, the catalyst C2 (0.2 g) is solubilized in 25 mL of a 50/50 weight mixture of water and ethanol degassed beforehand. The sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
Le rapport massique catalyseur / agent réducteur est de 21 . The weight ratio catalyst / reducing agent is 21.
Après retour à pression atmosphérique, la cellulose (0,65 g) est directement introduite. Une pression de 2,5MPa d'hydrogène est appliquée et l'autoclave est chauffé à 230°C. Le rapport massique solvant / charge est de 40. Le rapport massique charge / catalyseur est de 3.25. Après 6 heures de réaction, le milieu réactionnel est refroidi et est analysé par chromatographie phase gaz (GC). Les produits majoritaires sont l'éthylène glycol et le propylène glycol à hauteur de 4,2 et 0,1 g/L respectivement. Aucune formation d'humines n'est détectée et la cellulose non convertie est éliminée par filtration. After returning to atmospheric pressure, the cellulose (0.65 g) is directly introduced. A pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C. The solvent / filler mass ratio is 40. The mass ratio of filler / catalyst is 3.25. After 6 hours of reaction , the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC). The majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 4.2 and 0.1 g / L respectively. No formation of humins is detected and the unconverted cellulose is removed by filtration.
Exemple 8 : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le catalyseur C3 L'exemple 8 concerne la conversion de la cellulose à partir du catalyseur C3 dont la préparation est décrite dans l'exemple 3 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Dans un autoclave de 100 ml_, le catalyseur C3 (0,2 g) est solubilisé dans 25 ml_ d'eau préalablement dégazée. Le borohydrure de sodium NaBH4 (9,6 mg) est ensuite additionné et le milieu réactionnel est ensuite agité pendant 16 heures sous 5 bar d'azote à 25°C. Example 8 Transformation of the Cellulose Using the C3 Catalyst Example 8 relates to the conversion of the cellulose from the C3 catalyst, the preparation of which is described in Example 3 for the production of mono- and polyoxygenated products. In a 100 ml autoclave, the C3 catalyst (0.2 g) is solubilized in 25 ml of previously degassed water. The sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C.
Le rapport massique catalyseur / agent réducteur est de 21 . Après retour à pression atmosphérique, la cellulose (0,65 g) est directement introduite. Une pression de 2,5 MPa d'hydrogène est appliquée et l'autoclave est chauffé à 230°C. Le rapport massique solvant / charge est de 40. Le rapport massique charge / catalyseur est de 3,25. Après 6 heures de réaction, le milieu réactionnel est refroidi et est analysé par chromatographie phase gaz (GC). Les produits majoritaires sont l'éthylène glycol et le propylène glycol à hauteur de 4,9 et 2,9 g/L respectivement. Aucune formation d'humines n'est détectée et la cellulose non convertie est éliminée par filtration. The weight ratio catalyst / reducing agent is 21. After returning to atmospheric pressure, the cellulose (0.65 g) is directly introduced. A pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C. The weight ratio solvent / filler is 40. The mass ratio filler / catalyst is 3.25. After 6 hours of reaction , the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC). The majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 4.9 and 2.9 g / L respectively. No formation of humins is detected and the unconverted cellulose is removed by filtration.
Exemple 9 : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le catalyseur C3 Example 9 Transformation of the Cellulose Using the C3 Catalyst
L'exemple 9 concerne la conversion de la cellulose à partir du catalyseur C3 dont la préparation est décrite dans l'exemple 3 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Example 9 relates to the conversion of cellulose from catalyst C3, the preparation of which is described in Example 3 for the production of mono- and polyoxygenated products.
Dans un autoclave de 100 mL, le catalyseur C3 (0,2 g) est solubilisé dans 25 mL d'un mélange 50/50 poids d'eau et d'éthanol préalablement dégazé. Le borohydrure de sodium NaBH4 (9,6 mg) est ensuite additionné et le milieu réactionnel est ensuite agité pendant 16 heures sous 5 bar d'azote à 25°C. Le rapport massique catalyseur / agent réducteur est de 21 . In a 100 mL autoclave, the catalyst C3 (0.2 g) is solubilized in 25 mL of a 50/50 weight mixture of water and ethanol degassed beforehand. The sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C. The weight ratio catalyst / reducing agent is 21.
Après retour à pression atmosphérique, la cellulose (0,65 g) est directement introduite. Une pression de 2,5MPa d'hydrogène est appliquée et l'autoclave est chauffé à 230°C. Le rapport massique solvant / charge est de 40. Le rapport massique charge / catalyseur est de 3,25. Après 6 heures de réaction, le milieu réactionnel est refroidi et est analysé par chromatographie phase gaz (GC). Les produits majoritaires sont l'éthylène glycol et le propylène glycol à hauteur de 10,3 et 0,4 g/L respectivement. Aucune formation d'humines n'est détectée et la cellulose non convertie est éliminée par filtration. Exemple 10 : Transformation du glucose en mode semi-continu mettant en œuyre le catalyseur C3 After returning to atmospheric pressure, the cellulose (0.65 g) is directly introduced. A pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C. The weight ratio solvent / filler is 40. The mass ratio filler / catalyst is 3.25. After 6 hours of reaction , the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC). The majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 10.3 and 0.4 g / L respectively. No formation of humins is detected and the unconverted cellulose is removed by filtration. Example 10 Transformation of Glucose in Semi-Continuous Mode Using the C3 Catalyst
L'exemple 10 concerne la conversion de glucose à partir du catalyseur C3 dont la préparation est décrite dans l'exemple 3 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Example 10 relates to the conversion of glucose from catalyst C3, the preparation of which is described in Example 3 for the production of mono- and polyoxygenated products.
Dans un autoclave de 100 mL, le catalyseur C3 (0,2 g) est solubilisé dans 25 mL d'un mélange 50/50 poids d'eau et d'éthanol préalablement dégazé. Le borohydrure de sodium NaBH4 (9,6 mg) est ensuite additionné et le milieu réactionnel est ensuite agité pendant 16 heures sous 5 bar d'azote à 25°C. Le rapport massique catalyseur / agent réducteur est de 21 . In a 100 mL autoclave, the catalyst C3 (0.2 g) is solubilized in 25 mL of a 50/50 weight mixture of water and ethanol degassed beforehand. The sodium borohydride NaBH 4 (9.6 mg) is then added and the reaction medium is then stirred for 16 hours under 5 bar of nitrogen at 25 ° C. The weight ratio catalyst / reducing agent is 21.
Après retour à pression atmosphérique, un premier ajout de glucose (0,65 g) est directement introduit. Une pression de 2,5 MPa d'hydrogène est appliquée et l'autoclave est chauffé à 230°C. Le rapport massique solvant / charge est de 40. Le rapport massique charge / catalyseur est de 3,25. Après 1 heure de réaction, le réacteur est dépressurisé et un deuxième ajout de glucose (0,65 g) est réalisé. Le réacteur est repressurisé à 2,5MPa d'hydrogène. Après une nouvelle heure de réaction, le réacteur est de nouveau dépressurisé et un troisième ajout de glucose (0,65 g) est réalisé. Le réacteur est repressurisé à 2,5MPa d'hydrogène. Après une nouvelle heure de réaction, le milieu réactionnel est refroidi et est analysé par chromatographie phase gaz (GC). Les produits majoritaires sont l'éthylène glycol et le propylène glycol à hauteur de 32,5 et 1 ,2 g/L respectivement. Aucune formation d'humines n'est détectée. After returning to atmospheric pressure, a first addition of glucose (0.65 g) is directly introduced. A pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C. The weight ratio solvent / filler is 40. The mass ratio filler / catalyst is 3.25. After 1 hour of reaction , the reactor is depressurized and a second addition of glucose (0.65 g) is carried out. The reactor is repressurized with 2.5 MPa of hydrogen. After a further hour of reaction , the reactor is depressurized again and a third glucose addition (0.65 g) is performed. The reactor is repressurized with 2.5 MPa of hydrogen. After a new reaction time, the reaction medium is cooled and analyzed by gas phase chromatography (GC). The majority products are ethylene glycol and propylene glycol at 32.5 and 1.2 g / L respectively. No formation of humins is detected.
De manière inattendue, l'emploi de catalyseurs homogènes selon l'invention se révèle donc efficace pour la transformation de la cellulose et d'hydrates de carbone en produits mono- et polyoxygénés sans formation d'humines et en évitant une étape supplémentaire de séparation entre des solides résiduels que peuvent être un catalyseur hétérogène, les humines, la lignine et/ou la cellulose non convertie. Exemple 1 1 (comparatif) : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le système catalvtiaue Ni de Ranev+H3PW12O40.xH2O Unexpectedly, the use of homogeneous catalysts according to the invention is therefore effective for the conversion of cellulose and carbohydrates into mono- and polyoxygenated products without formation of humins and avoiding an additional step of separation between residual solids that may be a heterogeneous catalyst, humins, lignin and / or unconverted cellulose. Example 1 1 (Comparative): Transformation of the Cellulose Using the Catalyst System Ni of Ranev + H3PW12O40.xH2O
L'exemple 1 1 concerne la conversion de la cellulose pour la production de produits mono- et polyoxygénés à partir d'un système catalytique composé de Nickel hétérogène et de Tunsgtène. Example 11 relates to the conversion of cellulose for the production of mono- and polyoxygenated products from a catalyst system composed of heterogeneous nickel and tingene.
Les quantités du Ni et W présentes dans la suspension correspondent à celles présentes dans le catalyseur C3 et le milieu réactionnel correspond à celui décrit dans l'exemple 8. The amounts of Ni and W present in the suspension correspond to those present in the catalyst C3 and the reaction medium corresponds to that described in Example 8.
Dans un autoclave de 100 mL, le Ni de Raney (0,036 g) est mis en suspension dans 25 mL d'eau préalablement dégazée. L'acide phosphotungstique H3PW12O40,xH2O (0,18 g) est ensuite additionné et le mélange et ensuite agité pendant 16 heures sous 2,5 MPa d'hydrogène à 25 °C. In a 100 mL autoclave, the Raney Ni (0.036 g) is suspended in 25 mL of degassed water. Phosphotungstic acid H3PW12O40, xH2O (0.18 g) is then added and the mixture is stirred for 16 hours under 2.5 MPa hydrogen at 25 ° C.
Après retour à pression atmosphérique, le cellulose (0,65 g) est directement introduite. Une pression de 2,5 MPa d'hydrogène est appliquée et l'autoclave est chauffée à 230 °C. Le rapport massique solvant / charge est de 40. Le rapport massique charge / catalyseur est de 3. Après 6 h de réaction, le milieu réactionnel est refroidi et est analysé par chromatographie phase gaz (GC). Les produit majoritaires sont l'éthylène glycol et les mono-alcools (Ethanol, 1 -propanol, 1 -butanol) à hauteur de 1 ,5 et 1 ,3 g/L, respectivement. After returning to atmospheric pressure, the cellulose (0.65 g) is directly introduced. A pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C. The solvent / filler mass ratio is 40. The mass ratio filler / catalyst is 3. After 6 hours of reaction, the reaction medium is cooled and analyzed by gas phase chromatography (GC). The major products are ethylene glycol and mono-alcohols (Ethanol, 1-propanol, 1-butanol) at 1, 5 and 1, 3 g / L, respectively.
Exemple 12 (comparatif) : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le système catalvtiaue Ni de Ranev+H3PW12O40.xH2O L'exemple 12 concerne la conversion de la cellulose pour la production de produits mono- et polyoxygénés à partir d'un système catalytique composé de Nickel hétérogène et de Tunsgtène. Example 12 (Comparative): Transformation of Cellulose Using the Ranev Catalyst System + H3PW12O40.xH2O Example 12 relates to the conversion of cellulose for the production of mono- and polyoxygenated products from a composite catalyst system heterogeneous Nickel and Tunsgten.
Les quantités du Ni et W présentes dans la suspension correspondent à celles présentes dans le catalyseur C3 et le milieu réactionnel correspond à celui décrit dans l'exemple 9. Dans un autoclave de 100 mL, le Ni de Raney (0,036 g) est mis en suspension dans 25 mL d'un mélange 50/50 poids d'eau et d'éthanol préalablement dégazé. L'acide phosphotungstique H3PW12O40,xH2O (0,18 g) est ensuite additionné et le mélange et ensuite agité pendant 16 heures sous 2,5 MPa d'hydrogène à 25 °C. Après retour à pression atmosphérique, le cellulose (0,65 g) est directement introduite. Une pression de 2,5 MPa d'hydrogène est appliquée et l'autoclave est chauffée à 230 °C. Le rapport massique solvant / charge est de 40. Le rapport massique charge / catalyseur est de 3. Après 6 h de réaction, le milieu réactionnel est refroidi et est analysé par chromatographie phase gaz (GC) les produit majoritaires sont l'éthylène glycol, les mono-alcools (1 -propanol, 1 -butanol) et l'éthylène glycol monoethyl ether à hauteur de 0,8, 0,7 et 0,5 g/L, respectivement. The amounts of Ni and W present in the suspension correspond to those present in the catalyst C3 and the reaction medium corresponds to that described in Example 9. In a 100 ml autoclave, the Raney Ni (0.036 g) is put in suspension in 25 mL of a 50/50 weight mixture of water and ethanol degassed beforehand. Phosphotungstic acid H3PW12O40, xH2O (0.18 g) is then added and the mixture is stirred for 16 hours under 2.5 MPa hydrogen at 25 ° C. After returning to atmospheric pressure, the cellulose (0.65 g) is directly introduced. A pressure of 2.5 MPa of hydrogen is applied and the autoclave is heated to 230 ° C. The weight ratio solvent / filler is 40. The mass ratio filler / catalyst is 3. After 6 h of reaction, the reaction medium is cooled and is analyzed by gas phase chromatography (GC) the majority products are ethylene glycol, mono-alcohols (1-propanol, 1-butanol) and ethylene glycol monoethyl ether at 0.8, 0.7 and 0.5 g / L, respectively.
Les exemples 1 1 et 12 comparent l'activité catalytique d'un système catalytique composé de Nickel et de Tungstène avec l'activité des catalyseurs C1 , C2, et C3 selon l'invention. Les résultats de conversion dudit système catalytique comparé avec les résultats obtenus aux exemples 8 et 9 avec le catalyseur C3 démontrent que les catalyseurs selon l'invention sont plus efficace que des systèmes catalytiques constitués des mêmes quantités de Ni et W et mis en œuvre dans les mêmes conditions opératoires. Examples 11 and 12 compare the catalytic activity of a catalytic system composed of nickel and tungsten with the activity of the catalysts C1, C2, and C3 according to the invention. The results of conversion of said catalytic system compared with the results obtained in Examples 8 and 9 with the catalyst C 3 demonstrate that the catalysts according to the invention are more effective than catalytic systems consisting of the same amounts of Ni and W and used in the same operating conditions.

Claims

REVENDICATIONS Procédé de transformation d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, en composés mono- ou polyoxygénés, dans lequel ladite charge est mise en contact avec un catalyseur comprenant un ou plusieurs sels de polyoxométallates comprenant du nickel et un métal M étant le tungstène ou le molybdène, en présence d'au moins un solvant, ledit solvant étant de l'eau seule ou en mélange avec au moins un autre solvant, sous atmosphère réductrice, et à une température comprise entre 50°C et 300°C, et à une pression comprise entre 0,5MPa et 20MPa, dans lequel, ledit ou lesdits sels de polyoxométallates comprenant du nickel et un métal M étant le tungstène ou le molybdène, répondent à la formule générale (I) A method of transforming a filler selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or in admixture, into mono- or polyoxygenated compounds, wherein said filler is contacted with a catalyst comprising one or more polyoxometalate salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or in admixture with at least one other solvent, under a reducing atmosphere, and at a temperature between 50 ° C and 300 ° C, and at a pressure between 0.5MPa and 20MPa, wherein, said polyoxometalate salt or salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, correspond to the general formula (I )
NixMyOzHhAaM'mCc. nH20 (I) dans laquelle Ni x M y O z H h A a M ' m C c . nH 2 0 (I) in which
• Ni est le nickel,  • Ni is nickel,
• M est le tungstène ou le molybdène,  • M is tungsten or molybdenum,
• O est l'oxygène,  • O is oxygen,
• H est l'hydrogène,  • H is hydrogen,
• A est choisi parmi le phosphore, le silicium, le bore, le germanium, l'arsenic, A is selected from phosphorus, silicon, boron, germanium, arsenic,
• M' est un élément métallique autre que le nickel et le tungstène lorsque M est le tungstène et M' est un élément métallique autre que le nickel et le molybdène lorsque M est le molybdène, ledit élément métallique étant choisi parmi le molybdène, le tungstène, l'aluminium, le zinc, le cobalt, le vanadium, le niobium, le tantale, le fer et le cuivre, M 'is a metallic element other than nickel and tungsten when M is tungsten and M' is a metallic element other than nickel and molybdenum when M is molybdenum, said metal element being selected from molybdenum, tungsten , aluminum, zinc, cobalt, vanadium, niobium, tantalum, iron and copper,
• C est un cation organique ou inorganique choisi parmi les protons, les ammoniums, les phosphoniums, les alcalins, les alcalino-terreux, les éléments de transition des groupes 3 à 14 de la classification périodique,  • C is an organic or inorganic cation selected from protons, ammoniums, phosphoniums, alkalis, alkaline earths, transition elements from Groups 3 to 14 of the Periodic Table,
• x est compris entre 1 et 20,  X is between 1 and 20,
• y est compris entre 4 et 80,  • is between 4 and 80,
• a est supérieur ou égal à 0,  • a is greater than or equal to 0,
• m est supérieur ou égal à 0,  • m is greater than or equal to 0,
• z est compris entre 20 et 400, • h est compris entre 0 et 20, Z is between 20 and 400, H is between 0 and 20,
• n est compris entre 0 et 200,  N is between 0 and 200,
• c est supérieur ou égal à 0,  • c is greater than or equal to 0,
• c, a, m, h, x, y, z et n sont des nombres entiers ou décimaux lorsque la stœchiométrie et la neutralité du sel l'imposent.  • c, a, m, h, x, y, z and n are integers or decimals when stoichiometry and salt neutrality dictate it.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le ou lesdits catalyseur(s) est(sont) choisi(s) parmi les sels de polyoxométallates comprenant du nickel et un métal M étant le tungstène ou le molybdène, répondant à la formule générale (I) 2. Method according to claim 1 wherein said catalyst (s) is (are) chosen from polyoxometalate salts comprising nickel and a metal M being tungsten or molybdenum, corresponding to the general formula (I). )
NixMyOzHhAaM'mCc. nH20 (I) dans laquelle Ni x M y O z H h A a M ' m C c . nH 2 0 (I) in which
• Ni est le nickel,  • Ni is nickel,
• M est le tungstène,  • M is tungsten,
• O est l'oxygène,  • O is oxygen,
• H est l'hydrogène,  • H is hydrogen,
• A est choisi parmi le phosphore et le silicium,  A is selected from phosphorus and silicon,
• M' est un élément métallique autre que le nickel et le tungstène lorsque M est le tungstène et M' est un élément métallique autre que le nickel et le molybdène lorsque M est le molybdène, ledit élément métallique étant choisi parmi le molybdène, le tungstène, l'aluminium, le zinc, le cobalt, le vanadium, le niobium, le tantale, le fer et le cuivre,  M 'is a metallic element other than nickel and tungsten when M is tungsten and M' is a metallic element other than nickel and molybdenum when M is molybdenum, said metal element being selected from molybdenum, tungsten , aluminum, zinc, cobalt, vanadium, niobium, tantalum, iron and copper,
• C est le nickel,  • C is nickel,
• x est compris entre 1 et 10,  X is between 1 and 10,
• y est compris entre 4 et 50,  • is between 4 and 50,
• a est égal à 0, 1 ou 2,  • a is equal to 0, 1 or 2,
• m est supérieur ou égal à 0,  • m is greater than or equal to 0,
• z est compris entre 20 et 200,  Z is between 20 and 200,
• h est compris entre 0 et 10,  H is between 0 and 10,
• n est compris entre 0 et 100,  N is between 0 and 100,
• c est supérieur ou égal à 0,  • c is greater than or equal to 0,
• c, a, m, h, x, y, z et n sont des nombres entiers ou décimaux lorsque la stœchiométrie et la neutralité du sel l'imposent. • c, a, m, h, x, y, z and n are integers or decimals when stoichiometry and salt neutrality dictate it.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2 dans lequel ledit ou lesdits sels de polyoxométallates utilisés selon l'invention sont choisis parmi les sels de polyoxométallates suivants : \3H2\N^2O40.nH2O, Ni2SiW1204o.nH20, Ni3SiW1204o.nH20, Ni4SiW1204o.nH20, Ni^PW^C o.nl-^O, Ni2,5PW1204o.nl-l20, Ni3,5PW1204o.nH20, Ni4SiW1 1039.nH20, NiaPWn NiO^H.nHsO, Νί2Μθ7θ23.ηΗ20, Ni2SiMo1204o.nH20,3. A method according to one of claims 1 to 2 wherein said one or more polyoxometalates salts used according to the invention are chosen from the following polyoxometalates salts: \ 3 H 2 \ ^ N 2 O 40 · nH 2 O, Ni 2 SiW 12 0 4 o.nH 2 0, Ni 3 SiW 12 0 4 o.nH 2 0, Ni4SiW 12 04o.nH20, Ni ^ PW ^ C o.nl- ^ O, Ni 2 , 5 PW 12 04o.nl -l 2 0, 12 0 4 Ni3,5PW o.nH 2 0, Ni 4 SiW 39 1 1 0 There .nH 2 0, NiaPWn NiO ^ H.nHsO, Νί 2 Μθ 7 θ 23 .ηΗ 2 0, Ni 2 SiMo 12 0 4 o.nH 2 0,
Ni3SiMoi204o.nH20, Ni4SiMoi204o.nH20, Νί1 ,5ΡΜθΐ 2θ4ο.ηΗ20, Νί2,5ΡΜθΐ 2θ4ο.ηΗ20, Νί3,5ΡΜο12θ4ο.ηΗ2θ, Ni4SiMo1 1039.nH20, Ni3PMo11 Ni04oH.nH20, Ni2Mo10O38H4Ni4, Ni 3 SiMoi 2 0 4 o.nH 2 0, Ni4SiMoi 2 04o.nH 2 0, Νί 1, 5 ΡΜθ ΐ 2 θ4ο.ηΗ 2 0, Νί 2.5 ΡΜθ ΐ 2 θ4ο.ηΗ 2 0, Νί 3.5 ΡΜο 12 θ4ο.ηΗ 2 θ, Ni 4 SiMo 1 1 0 39 .nH 2 0, Ni 3 PMo 11 Ni0 4 oH.nH 2 0, Ni 2 Mo 10 O 38 H 4 Ni 4 ,
4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel dans le cas où ledit procédé selon l'invention opère en présence d'eau en mélange avec au moins un autre solvant, le mélange de solvants comprend une teneur massique en eau supérieure à 40% par rapport à la masse totale dudit mélange. 4. Method according to claim 3 wherein in the case where said method according to the invention operates in the presence of water in admixture with at least one other solvent, the solvent mixture comprises a mass content in water greater than 40% relative to to the total mass of said mixture.
5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel ledit autre solvant est de préférence choisi parmi les alcools parmi le méthanol, l'éthanol, le propan-1 -ol et l'isopropanol et les glycols choisis parmi l'éthylène glycol, le propylène glycol, le 1 ,2-butanediol et le 1 ,4- butanediol. 5. Method according to claim 4 wherein said other solvent is preferably selected from alcohols among methanol, ethanol, propan-1-ol and isopropanol and glycols selected from ethylene glycol, propylene glycol 1,2-butanediol and 1,4-butanediol.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel ledit catalyseur comprenant un ou plusieurs sels de de polyoxométallates est introduit dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur(s) compris entre 1 et 1000. 6. Method according to one of claims 1 to 5 wherein said catalyst comprising one or more salts of polyoxometalates is introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio filler / catalyst (s) between 1 and 1000.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel la charge est introduite dans le procédé à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique solvant/charge compris entre 1 et 1000. 7. Method according to one of claims 1 to 6 wherein the filler is introduced into the process in an amount corresponding to a weight ratio solvent / charge of between 1 and 1000.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel ledit catalyseur comprenant un ou plusieurs sels de polyoxométallates subit une étape de traitement thermique réducteur avant son utilisation dans le procédé selon l'invention.. 8. Method according to one of claims 1 to 7 wherein said catalyst comprising one or more salts of polyoxometalates undergoes a reducing heat treatment step before its use in the process according to the invention.
9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel ledit traitement thermique réducteur est réalisé avant l'introduction de la charge dans l'enceinte réactionnelle. 9. The method of claim 8 wherein said reducing heat treatment is performed before the introduction of the feed into the reaction chamber.
Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9 dans lequel ledit traitement thermique réducteur est réalisé sous atmosphère réductrice et/ou en présence d'un agent réducteur chimique. Method according to one of claims 8 or 9 wherein said reducing heat treatment is carried out under a reducing atmosphere and / or in the presence of a chemical reducing agent.
Procédé selon la revendication 10 dans lequel dans le cas où l'agent réducteur chimique est choisi parmi la famille des composés sources d'hydrure, stabilisés ou non, ledit agent réducteur est choisi parmi l'hydrure de sodium NaH, l'hydrure de potassium KH, l'hydrure de lithium LiH, l'hydrure de magnésium MgH2, l'hydrure de calcium CaH2, l'hydrure de titane TiH2, l'hydrure de cuivre CuH2, l'hydrure de zirconium ZrH2, le borohydrure de sodium NaBH4, le borohydrure de lithium LiBH4, le borohydrure de potassium KBH4, le cyanoborohydrure de sodium NaBH3CN, le triacétylborohydrure de sodium NaBH(OAc)3, le triéthylborohydrure de sodium NaBH(Et)3, le triéthylborohydrure de lithium LiBH(Et)3, le tri-secbutylborohydrure de sodium NaBH[CH(CH3)C2H5]3, le tri- secbutylborohydrure de potassium KBH[CH(CH3)C2H5]3, le tri-secbutylborohydrure de lithium LiBH[CH(CH3)C2H5]3, le B-isopinocamphéyl-9- borabicyclo[3.3.1 ]nonylborohydrure de lithium (R ou S), le bicyclo[3.3.1 ]-9-borohydrure de lithium, le diméthylaminoborohydrure de lithium LiBH3N(CH3)2, le pyrrolidinoborohydrure de lithium LiBH3NC4H8, le morpholinoborohydrure de lithium LiBH3NOC H8, l'aluminohydrure de sodium NaAIH4, l'aluminohydrure de lithium LiAIH4, l'aluminohexahydrure de lithium Li3AIH6, le tri-tertbutoxyaluminohydrure de lithium LiAIH[OC(CH3)3]3, l'hydrure de diisobutylaluminium AIH[(CH3)2CHCH2]2, le bis(2- méthoxyéthoxy)aluminohydrure de sodium NaAIH2(OCH2CH2OCH3)2, le tris(3-éthyl-3- pentyloxy)aluminohydrure de lithium LiAIH[OC(C2H5)3]3, l'hydrure de tributylétain SnH[CH3(CH2)3]3, l'hydrure de trihexylétain SnH(C6H11)3, l'hydrure de triphénylétain SnH(C6H5)3, l'hydrure de Tris[2-(perfluorohexyl)éthyl]étain, l'hydrure de triéthylgermanium GeH(C2H5)3, l'hydrure de tributylgermanium GeH(C3H7)3, l'hydrure de triphénylgermanium GeH(C6H5)3, le triéthylsilane SiH(C2H5)3, le tris(triméthylsilyl)silane SiH[(CH3)3Si]3, le cholorométhyl(diméthyl)silane SiHCICH2(CH3)2, le tris(triméthylsiloxy)silane SiH[(CH3)3SiO]3. Process according to Claim 10, in which in the case where the chemical reducing agent is chosen from the family of hydride source compounds, stabilized or not, said reducing agent is chosen from sodium hydride NaH, potassium hydride. KH, lithium hydride LiH, MgH 2 magnesium hydride, CaH 2 calcium hydride, TiH 2 titanium hydride, CuH 2 copper hydride, ZrH 2 zirconium hydride, sodium borohydride, NaBH 4, lithium borohydride LiBH 4, potassium borohydride KBH 4, sodium cyanoborohydride, NaBH 3 CN, sodium triacétylborohydrure NaBH (OAc) 3, sodium triethylborohydride NaBH (Et) 3, the triethylborohydride lithium LiBH (Et) 3 , sodium tri-secbutylborohydride NaBH [CH (CH 3 ) C 2 H 5 ] 3 , potassium tris-butylborohydride KBH [CH (CH 3 ) C 2 H 5 ] 3 , sorting Lithium cis-butylborohydride LiBH [CH (CH 3 ) C 2 H 5 ] 3 , lithium B-isopinocamphenyl-9-borabicyclo [3.3.1] nonylborohydride (R or S), lithium bicyclo [3.3.1] -9-borohydride, lithium dimethylaminoborohydride LiBH 3 N (CH 3 ) 2 , lithium pyrrolidinoborohydride LiBH 3 NC 4 H 8 , lithium morpholinoborohydride LiBH 3 NOC H 8 , sodium aluminohydride NaAIH 4 , lithium aluminum hydride LiAlH 4 , lithium aluminohexahydride Li 3 AlH 6 , lithium tri-tertbutoxyaluminohydride LiAlH [OC (CH 3 ) 3 ] 3 , hydride of diisobutylaluminum AIH [(CH 3 ) 2 CHCH 2 ] 2 , sodium bis (2-methoxyethoxy) aluminohydride NaAIH 2 (OCH 2 CH 2 OCH 3 ) 2 , lithium tris (3-ethyl-3-pentyloxy) aluminohydride LiAIH [OC (C 2 H 5 ) 3 ] 3 , tributyltin hydride SnH [CH 3 (CH 2 ) 3 ] 3 , trihexyltin hydride SnH (C 6 H 11 ) 3 , triphenyltin hydride SnH (C 6 H 5 ) 3 , Tris [2- (perfluorohexyl) ethyl] tin hydride, triethylgermanium hydride GeH (C 2 H 5 ) 3 , tributylgermanium hydride GeH (C 3 H 7 ) 3 , triphenylgermanium hydride GeH (C 6 H 5 ) 3 , triethylsil SiH (C 2 H 5 ) 3 , tris (trimethylsilyl) silane SiH [(CH 3 ) 3 Si] 3 , choloromethyl (dimethyl) silane SiHCICH 2 (CH 3 ) 2 , tris (trimethylsiloxy) silane SiH [( CH 3 ) 3 SiO] 3 .
Procédé selon la revendication 1 1 dans lequel l'agent réducteur chimique est choisi parmi NaBH4, LiAIH4 et NaBH3CN. The process of claim 11 wherein the chemical reducing agent is selected from NaBH 4 , LiAlH 4 and NaBH 3 CN.
13. Procédé selon la revendication 10 dans lequel dans le cas où l'agent réducteur chimique est choisi parmi la famille des composés organiques azotés, choisi parmi l'hydrazine, la diéthylhydroxylamine, l'hydroxylamine, et l'hydroquinone. 13. The method of claim 10 wherein in the case where the chemical reducing agent is selected from the family of nitrogenous organic compounds, selected from hydrazine, diethylhydroxylamine, hydroxylamine, and hydroquinone.
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes opérant à une température comprise entre 80°C et 300°C, et à une pression comprise entre 2MPa et 20MPa. 14. Method according to one of the preceding claims operating at a temperature between 80 ° C and 300 ° C, and at a pressure between 2MPa and 20MPa.
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